数电—七人多路表决器

数字电子技术课程设计课题名称：用VHDL文本输入法设计一个7人多数表决电路

班级：08电本班

学号：200892130149

姓名：张家瑞

指导老师：胡亚琦

一．课题

题目：多数表决电路的设计之二

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

二．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表示，若表决的结果为同意，则LED被点亮；否则，如果表决的结果为反对，则LED不会被点亮。

流程图：

根据电路状态转换表→设计数值输出→运用门电路设计电路图→仿真运行→实现七人多数表决器的设计

三．关键词

七人，多数，表决器，全加器，半加器。

四．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”。

五．设计步骤

(1)电路状态转换图：

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：

六．设计源程序与电路图绘制(1)或门的设计源程序：

--or2_1.vhd

LIBRARY IEEE;

USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; ENTITY or2_1 IS

PORT(A,B:IN STD_LOGIC;

C:OUT STD_LOGIC);

END ENTITY or2_1; ARCHITECTURE art1 OF or2_1 IS BEGIN

C<=A Or B;

END ARCHITECTURE art1;

(2)半加器的设计源程序：

--h_adder.vhd

LIBRARY IEEE;

USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; ENTITY h_adder IS

PORT(A,B:IN STD_LOGIC;

SO,CO:OUT STD_LOGIC); END ENTITY h_adder; ARCHITECTURE art2 OF h_adder IS BEGIN

SO<=NOT(A XOR(NOT B));

CO<=A AND B;

END ARCHITECTURE art2;

电路图：

(3)全加器的设计源代码：

--f_adder.vhd

LIBRARY IEEE;

USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; ENTITY f_adder IS

PORT(AIN,BIN,CIN:IN STD_LOGIC;

SUM,COUT:OUT STD_LOGIC); END ENTITY f_adder;

ARCHITECTURE art3 OF f_adder IS COMPONENT h_adder IS

PORT(A,B:IN STD_LOGIC;

SO,CO:OUT STD_LOGIC);

END COMPONENT h_adder; COMPONENT or2_1 IS

PORT(A,B:IN STD_LOGIC;

C:OUT STD_LOGIC);

END COMPONENT or2_1;

SIGNAL S1,S2,S3:STD_LOGIC;

BEGIN

U1:h_adder PORT MAP(A=>AIN,B=>BIN,

CO=>S1,SO=>S2);

U2:h_adder PORT MAP(A=>S2,B=>CIN,

CO=>S3,SO=>SUM); U3:or2_1 PORT MAP(A=>S1,B=>S3,

C=>COUT);

END ARCHITECTURE art3;

电路图：

(4)七人表决器设计电路：

七．电路仿真仿真波形图：

引脚锁定：

八．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。