数电课程设计(血型遗传规律分析电路)报告

课程设计课程名称：数字电子技术设计题目：血型遗传分析电路

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目录

第一章设计目的.................................... 第二章设计要求................................... 第三章总体方案................................... 第四章仿真分析................................... 第五章具体实现................................... 第六章心得体会...................................

参考文献

第一章设计目的

1.本实验设计的研究目的主要是帮助学生掌握组合逻辑电路的分析和

计算方法，培养学习专业知识能力。

2.通过血型遗传规律分析电路的设计，使学生在查阅资料、设计方案、

参数选择、电路制作、系统调试等方面得到训练，并使学生在电路设计方面具有进一步发挥的余地。

3.根据遗传学中血型遗传规律，设计一种血型遗传规律分析电路。使

用时，只要按钮输入一组父母的血型，仪器能立即显示出子女可能的血型

第二章设计要求

1、根据电路设计指标的要求，本次设计血型遗传规律分析电路考虑由常用的TTL集成电路设计，由译码电路、按钮控制输入电路、译码显示电路等组成，用探针作为显示指示灯，显示子女的可能的血型。

图1 血型遗传规律分析电路设计方框图

方案：血型遗传规律分析电路由两片74LS138译码器，若干与非门完成；

方案材料表

序号元器件名称规格型号数量备注

1 3,8线译码器74LS138D 2

2、方案要经济实惠，还要更加直观方便的实现电路的功能，元件尽量少，连线布置更简单，维修方便。

第三章总体方案

本设计用两片74LS138 3.8线译码器以及逻辑门设计了一种血型遗传分析电路，电路中用单刀双掷开关控制输入端的高低电平来表示父母的血型情况，用灯泡的亮灭代表子女的可能的血型。实现了输入父母血型就可以实现子女可能血型的设计。通过用multisim的逻辑电路的仿真成功完成了电路测试。

血型遗传规律分析电路总原理图如图所示：

图2 血型遗传电路原理图

其主要功能为实现血型遗传规律的电路设计，电路主要由单刀双掷开关、3,8线译码器、与非门、探针组成.其工作原理如下：

AB 代表父亲血型，CD代表母亲血型，则一共有16种血型配对的可能，所以本实验采用两片74LS138（译码器）级联，可完成4输入16输出功能

血型配对真值表如下：

在电路设计上，我们从子女的血型可能性入手，设计输出六组信号，每一组代表在父母的血型影响下孩子可能出现的血型

根据设计指标中提供的血型配对表格,可多得到以下结果：

实验电路图中对应的 ProdeX1 代表——B型和O型。（0101,0111,1101）

ProdeX2 代表——0型（1111）

ProdeX3 代表——A型B型AB型（1010,1001,1000,0110,0010）

ProdeX4 代表——A型和B型（1011,1110）

ProdeX5 代表——A型和O型（0000，0011，1100）

ProdeX6 代表——A型，B型AB型O型（0001,0100）

SwitchA、B控制父亲的血型 00—A型 01—B型 10—AB型 11—O型

SwitchC、D控制母亲的血型 00—A型 01—B型 10—AB型 11—O型

通过控AB和CD的逻辑电平可控制对应探针1、2、3、4、5、6的亮或灭已达到显示孩子可能出现的血型，如1号探针亮代表孩子的血型可能为B型或O型。2号探针亮代表孩子可能的血型为O型。

在实验设计中，逻辑电平的设计选用4个单刀双掷开关，以及VCC和GND.开关一边接高电平，一边接地，搬动开关能够完成逻辑0或1的输入。

第四章仿真分析

1．单元电路功能测试

（1）控制电路中四个单刀双掷开关与5V的Vcc和接地端相连，用万用表测试工作正常。

（2）译码电路中两片74LS138跟必要与非门相连接，用万用表测试译码电路工作正常。

（3）显示电路用六个Probe探针组成，电压为2.5v，仿真中加2.5V Vcc测试探针，显示探针工作正常。

2、整体电路功能仿真测试

完整的仿真电路原理图如下：

仿真电路中，控制电路高电平用5V的Vcc表示，低电平用接地表示，译码器电路加5V电源Vcc，探针的额定电压取为2.5V

测试数据记录表格：

通过采用仿真软件的模拟，由实验仿真数据分析知，该电路能够得到预期的结果，当控制父亲母亲的血型时，能够得到想要出现的结果。

3、仿真中发现的问题及解决措施

1、开始设计时，采用的是CMOS器件，逻辑电平采用的控制方法是单刀单掷开关接高电平或断开。由于CMOS 器件输入端悬空或发生错误，致使电路运行不正常。修改后，采用TTL型74LS138.保险起见，采用单刀双掷开关，接地时为逻辑“0”，接电源时为逻辑“1”。

2、电路连接时，器件不应离得太近，容易误接或连接不上。我们在连接输出端和灯时，由于距离太近，看上去是接在了一起，但事实上没

有接上，最终通过调开一点距离后才能正常发光。

3、电路初始设计时，选择的方案太过繁琐，如输出A型血的话则需要表达式Y=m0+m1+m2+m3+m4+m6+m8+m9+m10+m11+m12+m14,这样需要太多元器件，电路复杂，经过考虑，我们选择把可能的血型组当作输出变量，达到了简化电路目的。