鄒海勇

（赤峰鑫泰建設(shè)監(jiān)理有限責(zé)任公司,內(nèi)蒙古 赤峰 024000）

基于Multisim的計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)與仿真

鄒海勇

（赤峰鑫泰建設(shè)監(jiān)理有限責(zé)任公司,內(nèi)蒙古 赤峰 024000）

Multisim軟件是專(zhuān)門(mén)用于電子電路仿真和設(shè)計(jì)的EDA工具軟件,文章介紹了采用級(jí)聯(lián)方法仿真實(shí)現(xiàn)60進(jìn)制計(jì)數(shù)器的方法.電路分析軟件Multisim在電子線路設(shè)計(jì)中具有方便、高效、直觀的優(yōu)點(diǎn),可以很好地解決電路設(shè)計(jì)中的難題.

Multisim；電子仿真；數(shù)字電路；計(jì)數(shù)器

1 引言

Multisim是一個(gè)專(zhuān)門(mén)用于電子電路仿真和設(shè)計(jì)的非常優(yōu)秀的EDA軟件.它用軟件的方法模擬電子線路元器件和儀器儀表,實(shí)現(xiàn)了“軟件即元器件”和“軟件即儀器”.這個(gè)平臺(tái)將虛擬儀器技術(shù)的靈活性擴(kuò)展到了電子設(shè)計(jì)者的工作臺(tái)上,彌補(bǔ)了測(cè)試與設(shè)計(jì)功能之間的缺口.Multisim的主要特點(diǎn)有:

界面直觀、操作方便：Multisim的整個(gè)操作界面類(lèi)似于一個(gè)實(shí)驗(yàn)工作臺(tái),界面上有進(jìn)行仿真分析的各種操作命令,有存放元件的元件箱和測(cè)試儀表的儀器庫(kù),仿真元件和測(cè)試儀表的外形與實(shí)物非常接近,操作方法也基本相同,直觀易學(xué).

豐富的元器件庫(kù)：Multisim的元件庫(kù)中有大量的元器件,包括基本元件、半導(dǎo)體元件、TTL和CMOS元件、集成運(yùn)算放大器、ADC和DAC、射頻器件等.用戶也可通過(guò)元件編輯器,自行修改或創(chuàng)建所需的元件庫(kù).

強(qiáng)大的虛擬儀表儀器：Multisim的虛擬測(cè)試儀器種類(lèi)齊全,有一般實(shí)驗(yàn)室的通用儀器,如萬(wàn)用表、信號(hào)發(fā)生器、雙通道示波器、直流、交流電源;還有一般實(shí)驗(yàn)室少有的或沒(méi)有的儀器,如波特圖儀、字信號(hào)發(fā)生器、邏輯分析儀、邏輯轉(zhuǎn)換儀、失真度測(cè)試儀、頻譜分析儀和網(wǎng)絡(luò)分析儀等.不僅可以進(jìn)行分析研究,而且這些儀器儀表的外觀和使用與真實(shí)儀器極為相似,可以方便地用于教學(xué)演示.

完備的分析手段：Multisim提供了靜態(tài)工作點(diǎn)分析、交流小信號(hào)分析、瞬態(tài)分析、靈敏度分析、參數(shù)掃描分析、溫度掃描分析、傳輸函數(shù)分析、最壞情況分析、蒙特卡洛分析、批處理分析、噪聲指數(shù)分析、射頻分析等多種電路仿真分析方法,同時(shí)還有射頻電路仿真和數(shù)字/模擬混合電路的仿真能力,可以極大地方便設(shè)計(jì)人員對(duì)電路性能進(jìn)行分析.

2 LS74160計(jì)數(shù)原理

LS74160計(jì)數(shù)器狀態(tài)表如表1：

表1

用Multisim仿真實(shí)現(xiàn)模60的計(jì)數(shù)器，用10進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS160構(gòu)成6進(jìn)制計(jì)數(shù)器,采用置數(shù)歸零的方式完成,根據(jù)LS74160計(jì)數(shù)器狀態(tài)表可知用74160構(gòu)成模6的計(jì)數(shù)器過(guò)程為：

寫(xiě)出Sn-1的二進(jìn)制代碼Sn-1=S5=101

即可由歸零邏輯畫(huà)出連線圖.

3 在Multisim中模60計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)與仿真

圖1 LS74160計(jì)數(shù)器級(jí)連構(gòu)成模60的計(jì)數(shù)器

實(shí)驗(yàn)中采用10進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS160和三輸入“與非門(mén)”74LS10D實(shí)現(xiàn)60進(jìn)制計(jì)數(shù)器,在Multisim中仿真，電路連線如圖1.電路中兩片74LS160:U1和U3分別接成10進(jìn)制和6進(jìn)制,U1預(yù)置數(shù)數(shù)據(jù)輸入端DCBA不連接，U3的預(yù)置數(shù)數(shù)據(jù)輸入端DCBA接低電平,即DCBA=“0000”（GND）;低位U1預(yù)置數(shù)控制端LOAD接高電平（VCC），高位U3預(yù)置數(shù)控制端LOAD由三輸入“與非門(mén)”74LS10D的輸出控制,U1和U3是獨(dú)立計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器,U1為10進(jìn)制,以0～9計(jì)數(shù);U3為6進(jìn)制,以0～5計(jì)數(shù);形成兩級(jí)計(jì)數(shù)器,級(jí)聯(lián)采用進(jìn)位方式.級(jí)聯(lián)后可以構(gòu)成M=6×10=60進(jìn)制計(jì)數(shù)器.

在圖1的電路中，雙擊每一個(gè)器件或儀器，可出現(xiàn)這個(gè)器件的屬性對(duì)話框，如圖2是雙擊電壓源得到的屬性對(duì)話框，在對(duì)話框中可修改電壓的幅值和頻率等屬性.

點(diǎn)擊工具欄上的仿真開(kāi)關(guān)即可開(kāi)始仿真，從indicators指示器件中可觀察正確的計(jì)數(shù)結(jié)果.

4 結(jié)束語(yǔ)

本文利用Multism軟件平臺(tái)對(duì)模60計(jì)數(shù)器進(jìn)行了仿真分析.根據(jù)芯片的功能、循環(huán)特點(diǎn),采用合適的連接方式,可以將M進(jìn)制計(jì)數(shù)器的構(gòu)成方法擴(kuò)展到其他任意N進(jìn)制計(jì)數(shù)器,采用Multisim仿真設(shè)計(jì)的數(shù)字電路,都可以得到所需要的循環(huán)計(jì)數(shù)顯示.電子電路中引入計(jì)算機(jī)輔助工具,可以方便快捷的認(rèn)識(shí)電路中信號(hào)波形的變化情況,極大的提高了設(shè)計(jì)效率,相比于傳統(tǒng)的方法更加高效、便捷、節(jié)約成本.Multisim是一個(gè)優(yōu)秀的電子電路仿真分析軟件,值得在實(shí)際電路設(shè)計(jì)中大力推廣.

圖2 電壓信號(hào)屬性修改

〔1〕連桂仁.Multisim 2001在高頻電路中的應(yīng)用[J].醫(yī)療裝備,2004(11).

〔2〕王希成,程永進(jìn),等.基于Multisim 8的高頻電路仿真研究 [J].電腦知識(shí)與技術(shù):技術(shù)論壇,2005(12).

〔3〕鄭步生,吳渭.Multisim 2001電路設(shè)計(jì)及仿真入門(mén)與應(yīng)用[M].北京:電子工業(yè)出版社,2002.

〔4〕吳興宏,王明秋.基于NI Multisim 10.0的高頻電路仿真與分析 [J].鄖陽(yáng)師范高等專(zhuān)科學(xué)校學(xué)報(bào)，2009，29（3）.

〔5〕吳霞.Multism2001電路仿真軟件在計(jì)數(shù)器中的分析方法[J].現(xiàn)代電子技術(shù),2007,24(12):178.

〔6〕程曉琛.級(jí)聯(lián)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)錯(cuò)誤的分析及解決辦法[J].廣西師范學(xué)院學(xué)報(bào),2004,21(3):38-39.

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