2.4 项目实施

2.4.1 项目设计

根据项目要求，设计一个3人多数表决组合逻辑电路。

1）分析设计要求。设3人为A、B、C，同意为1，不同意为0；表决为Y，有两人或两人以上同意，表决通过，通过为1，否决为0。因此，A、B、C为输入量，Y为输出量。

2）列出真值表。3人表决器的真值表如表2-7所示。

3）写出最小项表达式，即

4）化简逻辑表达式，即

5）画逻辑电路图。

若将上述与或表达式Y=AB+BC+AC化为与非与非表达式，即，则3人表决器的逻辑电路如图2-18所示。

2.4.2 项目制作

1.电路安装准备

1）根据设计逻辑电路，画出如图2-19所示的3人表决器的电路接线图。

2）电路元器件。

① 集成门电路74LS00和74LS20各1片。

② 电阻1kΩ4只。

③ LED发光二极管1只。

④ 开关两只。

3）电路元器件的检测。集成逻辑门电路可以按逻辑功能检测方法进行检测。可用万用表的欧姆档测量电阻的阻值。对LED发光二极管，可根据其具有的单向导电性，使用R×10kΩ档测出其正、反向电阻。一般正向电阻应小于30kΩ，反向电阻应大于1MΩ。若正、反向电阻均为零，则说明内部击穿短路；若正、反向电阻均为无穷大，则证明内部开路。也可以用一节干电池给发光二极管加电压、看其是否发光的方法进行测试。

2.电路安装

1）将检测合格的元器件按照图2-19所示的电路连接安装在面包板或万能电路板上。

2）当插接集成电路时，应先校准两排引脚，使之与底板上插孔对应，轻轻用力将电路插上，在确定引脚与插孔吻合后，再稍用力将其插紧，以免将集成电路的引脚弯曲、折断或者接触不良。

3）导线应粗细适当，一般选取直径为0.6～0.8mm的单股导线，最好用不同色线以区分不同用途，如电源线用红色，接地线用黑色。

4）布线应有次序地进行，随意乱接容易造成漏接或接错，较好的方法是首先接好固定电平点，如电源线、地线、门电路闲置输入端及触发器异步置位复位端等；其次，按信号源的顺序从输入到输出依次布线。

5）连线应避免过长，避免从集成元器件的上方跨越，避免多次重叠交错，以利于布线、更换元器件以及故障检查和排除。

6）电路布线应整齐、美观、牢固。水平导线应尽量紧贴底板，竖直方向的导线可沿边框四角敷设，导线转弯时弯曲半径不要过小。

7）安装过程要细心，防止导线绝缘层被损伤，不要让线头、螺钉、垫圈等异物落入安装电路中，以免造成短路或漏电。

8）在完成电路安装后，要仔细检查电路的连接，确认无误后再接入电源。

3.电路调试

1）A、B、C输入端应分别输入高电平和低电平，高电平可将输入端接电源，低电平可接地实现。验证输出结果能否实现3人表决器功能。

2）调试中要做好绝缘保护，避免人体与带电部位直接接触。

3）调试结束，必须关断电源。

4.故障分析与检测

产生故障的原因主要有布线错误、电路元器件损坏和线路接触不良。

故障检测方法：静态检测是数字电路常用的检测方法。当电路出现故障时，首先应观察元器件是否被烧坏，或者有变色、退落、松动等现象，电路连接是否有短路、断路、接触不良等现象。若元器件和电路连接都正常，则给电路通电，观察电路有无异样（如因电流过大烧坏元器件而产生异味或冒烟，集成电路或元器件过热等）。用万用表直接测试集成电路的VCC端是否加上电压；输入信号等是否被加到电路上；测试各输入端、输出端的逻辑功能是否正常，以判断出故障是集成电路原因还是连线原因造成的。很多故障会在静态检查过程中被发现。