multisim仿真可變遞增同步計數(shù)器課程設(shè)計說明書與工程下載

•          設(shè)計的任務(wù)
  

1、仿真軟件介紹

Multisim是美國國家儀器（NI）有限公司推出的以Windows為基礎(chǔ)的仿真工具，適用于板級的模擬/數(shù)字電路板的設(shè)計工作。它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語言輸入方式，具有豐富的仿真分析能力。

工程師們可以使用Multisim交互式地搭建電路原理圖，并對電路進行仿真。Multisim提煉了SPICE仿真的復(fù)雜內(nèi)容，這樣工程師無需懂得深入的SPICE技術(shù)就可以很快地進行捕獲、仿真和分析新的設(shè)計，這也使其更適合電子學教育。通過Multisim和虛擬儀器技術(shù)，PCB設(shè)計工程師和電子學教育工作者可以完成從理論到原理圖捕獲與仿真再到原型設(shè)計和測試這樣一個完整的綜合設(shè)計流程。

2、設(shè)計目的和設(shè)計要求

利用字發(fā)生器和譯碼器電路實現(xiàn)廣告流水燈電路。

•          設(shè)計過程
  

2.1方案說明

開光X作為控制信號，74LS160組成3進制和4進制計數(shù)器，74LS151進行置數(shù)選擇，通過74LS48譯碼驅(qū)動數(shù)碼管顯示。

2.2電路設(shè)計過程

（1）74LS160計數(shù)器電路

該設(shè)計用到了74LS160十進制計數(shù)器，以下為74LS160的介紹：
     異步清零端/MR1 為低電平時，不管時鐘端CP信號狀態(tài)如何，都可以完成清零功能。 160的預(yù)置是同步的。當置入控制器/PE為低電平時，在CP上升沿作用下，輸出端Q0-Q3與數(shù)據(jù)輸入端P0-P3一致。對于54/74160，當CP由低至高跳變或跳變前，如果計數(shù)器控制端CEP、CET為高電平，則/PE應(yīng)避免由低至高電平的跳變，而54/74LS160無此種限制。 160的計數(shù)是同步的，靠CP同時加在四個觸發(fā)器上而實現(xiàn)的。 當CEP、CET均為高電平時，在CP上升沿作用下Q0-Q3同時變化，從而消除了異步計數(shù)器中出現(xiàn)的計數(shù)尖峰。對于54/74LS160的CEP、CET跳變與CP無關(guān)。 當計數(shù)溢出時，進位輸出端（TC）輸出一個高電平脈沖，其寬度為Q0的高電平部分。對于74LS160，在CP出現(xiàn)前，即使CEP、CET、/MR發(fā)生變化，電路的功能也不受影響。

160外部管腳
引出端符號：
TC           進位輸出端
CEP           計數(shù)控制端
Q0-Q3           輸出端
CET           計數(shù)控制端
CP           時鐘輸入端（上升沿有效）
/MR           異步清除輸入端（低電平有效）
/PE           同步并行輸入置數(shù)端（低電平有效）
74LS160邏輯功能表如下表1所示

表1  74LS160邏輯功能表

通過以上資料可以發(fā)現(xiàn)我們只需要改變74LS160計數(shù)器的置數(shù)信號，即可實現(xiàn)進制的轉(zhuǎn)換。具體電路圖如下所示：

（2）置數(shù)數(shù)據(jù)選擇電路

此次設(shè)計采用8選1數(shù)據(jù)選擇器74ls151進行數(shù)據(jù)選擇，開光X作為控制信號。

8選1數(shù)據(jù)選擇器74ls151功能表如下

從功能圖可看成只要將開關(guān)X的信號接入數(shù)據(jù)選擇器74ls151最低位即可實現(xiàn)輸出選擇D0和D1。將計數(shù)電路的置數(shù)信號接入D0和D1，從而實現(xiàn)三進制和四進制的切換。

（3）譯碼顯示電路

數(shù)碼管按段數(shù)分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管，八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個發(fā)光二極管單元（多一個小數(shù)點顯示）；按發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。共陽數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽極接到一起形成公共陽極(COM)的數(shù)碼管。共陽數(shù)碼管在應(yīng)用時應(yīng)將公共極COM接到+5V，當某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時，相應(yīng)字段就點亮。當某一字段的陰極為高電平時，相應(yīng)字段就不亮。共陰數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極(COM)的數(shù)碼管。共陰數(shù)碼管在應(yīng)用時應(yīng)將公共極COM接到地線GND上，當某一字段發(fā)光二極管的陽極為高電平時，相應(yīng)字段就會被點亮。

該設(shè)計中選用的是七段數(shù)碼管如圖6所示，為共陰極的 ，用7448譯碼驅(qū)動器進行驅(qū)動，當電路開始正常工作后在該數(shù)碼管上就會按設(shè)計要求依次顯示數(shù)字。

                           圖6  半導體數(shù)碼管

計數(shù)器用來產(chǎn)生十進制計數(shù)，其輸出端信號加到譯碼器輸入端，經(jīng)譯碼后可以在輸出端產(chǎn)生所需的控制信號。本電路計數(shù)器譯碼器采用74LS48，譯碼驅(qū)動電路如下圖。

（4）總電路圖

（6）仿真結(jié)果

X=0時，從0-2三進制計數(shù)器

X=1時，從0-3四進制計數(shù)器

•          設(shè)計小結(jié)
  

（1）實驗總結(jié)以及心得體會。

這次的課程設(shè)計是一次難得的鍛煉機會，讓我們能夠充分利用所學過的理論知識還有自己的想象能力，另外還有學習查找資料的方法，以及自己處理分析電路、設(shè)計電路的能力。這次的課程設(shè)計讓我們懂得了理論知識在實際中的用途，突然感覺自己學的東西很有用，我們覺得這樣就可以激發(fā)我們以后的學習興趣，這樣有利于今后更好的學習。

通過這次實踐活動，我們增強了解決問題的能力，從中也發(fā)現(xiàn)了自己在動手操作方面的不足，為日后參加工作打下堅實的基礎(chǔ)。

通過本次活動，我們了解數(shù)字電子技術(shù)的應(yīng)用，發(fā)展前景，對所學專業(yè)有了進一步的了解，更加熱愛所學專業(yè)，從中發(fā)現(xiàn)了理論方面的缺陷。理論是我們今后實踐、工作的基礎(chǔ)，理論的學習不能有絲毫的懶惰，雖說理論是枯燥、乏味的，但我們要刻苦學習，充實自己的理論，為今后的學習工作打下基礎(chǔ)。其次，我們忽視了動手能力的培養(yǎng)，在動手制作中明顯感到了吃力，犯了很多錯誤，對我們是一個不少的打擊。但在另一方面也給了我們以警示，知不足，然后謀進。

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2018-3-22 15:33 上傳

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