74LS86来设计用3个开关控制一个电灯的逻辑电路。 要求：改变任何一个开关的状态都能控制电灯由亮变灭或者由灭变亮。分别写出设计过程，画出逻辑电路，验证逻辑功能。

设计过程：

1. 确定输入输出：3个开关控制1个电灯，因此有3个输入开关和1个输出电灯。

2. 确定逻辑关系：由题目要求可知，任何一个开关状态改变都可以控制电灯由亮变灭或者由灭变亮，因此可以使用异或门（XOR gate）实现此逻辑关系。

3. 确定元器件：根据逻辑关系和已有知识可知，可以使用 74LS86 四路异或门芯片实现此逻辑电路。

4. 确定接线方式：将3个开关分别连接到芯片的3个输入端口，将电灯连接到芯片的输出端口。

5. 绘制逻辑电路图：根据以上步骤，绘制逻辑电路图如下：


6. 验证逻辑功能：将电路连接好后，可以通过手动改变开关状态来验证电灯是否随之改变状态，从而验证逻辑功能是否正确。

注：在实际应用中，还需要考虑电源和保护等问题。

相关问题

1．分别用：①74LS138和74LS20；②74LS86来设计用3个开关控制一个电灯的逻辑电路。 要求：改变任何一个开关的状态都能控制电灯由亮变灭或者由灭变亮。分别写出设计过程，画出逻辑电路，验证逻辑功能。

1. 用 74LS138 设计逻辑电路:

设计过程：
根据题意，需要用三个开关来控制一个电灯，而且改变任意一个开关的状态都能改变电灯的状态。因为 74LS138 是一个 3-8 译码器，可以将三个输入信号转换为八个输出信号，因此可以使用 74LS138 来实现这个逻辑电路。

首先，需要将三个开关的状态输入到 74LS138 的三个输入端口 A0、A1 和 A2 上。然后，将 74LS138 的八个输出端口 Y0 到 Y7 分别连接到八个 74LS20 与门的输入端口上。最后，将八个与门的输出端口连接到一个电灯上，即可实现逻辑电路。

逻辑电路图：


验证逻辑功能：
当三个开关都关闭状态时，74LS138 的输出为低电平，八个与门的输出也为低电平，电灯不亮；当三个开关都打开状态时，74LS138 的输出为高电平，八个与门的输出也为高电平，电灯亮；当任意一个开关改变状态时，74LS138 的输出会改变，其中一个与门的输出也会改变，电灯的状态也会随之改变。因此，逻辑电路的功能符合要求。

2. 用 74LS86 设计逻辑电路：

设计过程：
根据题意，需要用三个开关来控制一个电灯，而且改变任意一个开关的状态都能改变电灯的状态。因为 74LS86 是一个四个 2 输入异或门组成的集成电路，因此可以使用 74LS86 来实现这个逻辑电路。

首先，需要将三个开关的状态输入到 74LS86 的三个输入端口上。然后，将 74LS86 的四个异或门的输出端口连接到一个 NAND 门的输入端口上，再将 NAND 门的输出端口连接到电灯上，即可实现逻辑电路。

逻辑电路图：


验证逻辑功能：
当三个开关都关闭状态时，74LS86 的输出为低电平，NAND 门的输出也为低电平，电灯不亮；当三个开关都打开状态时，74LS86 的输出为高电平，NAND 门的输出也为低电平，电灯不亮；当任意一个开关改变状态时，74LS86 的输出会改变，NAND 门的输出也会改变，电灯的状态也会随之改变。因此，逻辑电路的功能符合要求。

设计用3个开关控制一个电灯的逻辑电路，要求改变任何一个开关的状态都能控制电灯由亮变灭或者由灭变亮，要求用74LS138和74LS20（四输入端双与非门）实现

首先，我们需要将3个开关的状态转换为二进制数，以便于处理。假设开关状态为000、001、010、011、100、101、110、111时，电灯分别为灭、亮、亮、灭、亮、灭、灭、亮。我们可以将这些状态转换为二进制码，得到000、001、010、011、100、101、110、111分别对应的二进制数为000、001、010、011、100、101、110、111。

接下来，我们可以使用74LS138译码器来实现将三个开关的状态转换为二进制数。74LS138译码器可以将三个二进制输入转换为八个输出，其中只有一个输出为高电平。我们可以将三个开关的状态分别接到74LS138译码器的A、B、C输入端，将译码器的八个输出分别接到四个74LS20双输入非门的输入端，如下图所示：


我们可以将这四个双输入非门连接成一个RS触发器，用来控制电灯的状态。具体来说，我们可以将74LS20的输出分别接到两个74LS08与门的输入端，将与门的输出分别接到74LS74触发器的S和R端，将74LS74的输出接到一个三极管放大器，用来控制电灯的亮灭状态。

最后，我们需要设置适当的电阻和电容，以确保RS触发器能够稳定工作，并且电灯的亮度稳定。具体来说，我们可以将一个10KΩ电阻和一个0.1μF电容分别串联在74LS74的VCC和GND端，将一个1KΩ电阻和一个0.1μF电容分别串联在三极管放大器的输入和输出端，以确保电路的稳定性。

综上所述，我们可以使用74LS138和74LS20电路来实现三个开关控制一个电灯的逻辑电路，满足改变任何一个开关的状态都能控制电灯由亮变灭或者由灭变亮的要求。