七人表决器的设计

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课题名称：七人多数表决电路的设计

七人多数表决电路的设计

课题：

题目：七人多数表决电路的设计

要求：用VHDL文本输入法设计一个7人多数表决电路

难度：10分

摘要：

所谓表决器就是对于一个行为，由多个人投票，如果同意的票数过半，就认为此行为可行；否则如果否决的票数过半，则认为此行为无效。

七人表决器顾名思义就是由七个人来投票，当同意的票数大于或者等于4人时，则认为同意；反之，当否决的票数大于或者等于4人时，则认为不同意。实验中用7个拨挡开关来表示七个人，当对应的拨挡开关输入为‘1’时，表示此人同意；否则若拨挡开关输入为‘0’时，则表示此人反对。表决的结果用一个LED灯表示，若表决的结果为同意，则LED灯亮；否则，如果表决的结果为反对，则LED不会亮。

关键词：

七人，多数，表决器，全加器，半加器。

设计要求

(1)根据设计要求，绘制出电路状态转换图，实现七人四票制表决。

(2)根据电路状态转换图，用门电路设计出七人表决器。

(3)运用半加器，全加器，实现表决器的设计。

(4)逻辑设计要求：用七个开关作为表决器的七个输入变量，逻辑“1”时表示“赞同”，逻辑“0”时表示“不赞同”，用发光二极管作为输出指令，输出逻辑“1”表示“通过”；输出逻辑“0”时表示“不通过”。当表决器的七个输入变量中的4个以上(包含4个)为“1”时，则表决器输出为“1”；否则为“0”。

设计步骤：

表决结果与多数人意见相同。

设A1,A1,A2,A3,A4,A5,A6,A7为七个人（输入逻辑变量），赞成为1，不赞成为0；

green和red为表决结果（输出逻辑变量），多数赞成green为1，red为0，否则，green为0，red为1，. 其真值表如表（1）所示。

(1)电路状态转换图：

表（1）

从真值表发现，A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7中有四个或四个以上表示赞同，则绿灯亮，否则红灯亮。

根据电路状态转换图设计电路，用一个半加器实现设计一个全加器，运用4个全加器实现七人表决器的设计。

(2)半加器电路设计：

(3)全加器电路设计：

(4)七人表决器电路设计：

逻辑电路图：

投票人通过输入信号灯的开关，输入表决内容，通过green和red两个灯表示出表示结果，如下图所示：

实验结果

通过muxplus2对七人表决器进行设计，完成实验要求，得到实验结果，实现了七人表决的效果，4人或4人以上通过则亮绿灯，否则亮红灯。试验成功。

程序的应用：

将程序语句写入到PLC中，再进行接线：用七个开关分别控制A1、A2，A3，A4，A5，A6，A7用一盏指示灯来显示表决结果，并将COM1连接到24V直流电源的正极。接线完毕就可以进行演示实验的操作了。如果赞成，则合上开关；如果不赞成，则断开开关。指示灯的亮灭，显示的是表决的结果。灯亮表示多数赞成，灯不亮，则表示多数不赞成。表决结果与多数人意见相同。

参考文献：

①数字逻辑王玉龙编高等教育出版社

②新编数字逻辑电路习题实验与实训汪国强编著北京邮电大学出版社

③数字逻辑电路实验作者侯传教、杨智敏等电子工业出版社