摘 要：組合邏輯電路分析是“數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)”中一個(gè)重要的組成部分，以一個(gè)典型的組合邏輯電路（不一致電路）為例，分別進(jìn)行了理論分析和應(yīng)用Multisim進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)分析，并對(duì)比了分析結(jié)果，理論分析結(jié)果通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試得到了驗(yàn)證。研究表明了Multisim在組合邏輯電路分析中的重要作用。

關(guān)鍵詞：組合邏輯電路；Multisim；仿真

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.02.257

0 引言

組合邏輯電路是指在任一個(gè)時(shí)刻，輸出的狀態(tài)只取決于同一個(gè)時(shí)刻各輸入狀態(tài)的組合，而與電路之前的狀態(tài)無(wú)關(guān)。組合邏輯電路的分析和設(shè)計(jì)是數(shù)字電路中一個(gè)重要的組成部分[1][2] ?！皵?shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)”是電子類專業(yè)一門(mén)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，同時(shí)又是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的課程。隨著電子技術(shù)產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，新器件、新電路不斷地涌現(xiàn)，現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室的條件已經(jīng)無(wú)法滿足各種電路的設(shè)計(jì)和調(diào)試的要求，這在一定程度上影響了電路相關(guān)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果，而且影響了高校對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。此時(shí)，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引入具有強(qiáng)大分析、仿真電路功能的電路仿真設(shè)計(jì)軟件Multisim，可以較好地解決這一問(wèn)題。

在數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中引入該仿真設(shè)計(jì)軟件，結(jié)合傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，就可以增開(kāi)大量設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)，在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)，也培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力和動(dòng)手能力[3]。本文將以一個(gè)組合邏輯電路為例，對(duì)其進(jìn)行理論分析和仿真實(shí)驗(yàn)分析，從而得出Multisim在組合邏輯電路分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的重要作用。

1 組合邏輯電路理論分析

組合邏輯電路分析的任務(wù)是在給定邏輯電路的基礎(chǔ)上，通過(guò)分析、歸納，確定其邏輯功能[4]。它一般分為5個(gè)步驟：組合邏輯電路；邏輯表達(dá)式；最簡(jiǎn)表達(dá)式（經(jīng)化簡(jiǎn)變換得到）；真值表；邏輯功能。

現(xiàn)有一組合邏輯電路，如圖1所示，以此為例，來(lái)進(jìn)行分析。

根據(jù)邏輯圖可以逐級(jí)寫(xiě)出邏輯表達(dá)式：

通過(guò)化簡(jiǎn)與變換，是表達(dá)式變換成與-或表達(dá)式：

由表達(dá)式列出真值表（如表1）：

分析邏輯功能：

由真值表可知，當(dāng)A、B、C三個(gè)變量不一致時(shí)，電路輸出為1；當(dāng)A、B、C相同時(shí)，即同為0，或同為1時(shí)，電路輸出為0。所以這個(gè)電路稱為不一致電路。

2 應(yīng)用Multisim進(jìn)行組合邏輯電路分析

2.1 創(chuàng)建仿真電路

根據(jù)圖1所示的邏輯電路圖，在Multisim 12.0中創(chuàng)建仿真電路。待仿真電路如圖2所示，對(duì)邏輯電路進(jìn)行了轉(zhuǎn)換，其中，三個(gè)開(kāi)關(guān)分別接VCC（表示輸入為1）和接地（表示輸入為0），萬(wàn)用表用來(lái)測(cè)量輸出電壓，燈泡的亮和滅表示輸出為邏輯“1”或邏輯“0”。為了便于分析，我們還加入了邏輯變換器，它可以將邏輯電路轉(zhuǎn)換成真值表和邏輯表達(dá)式，也可以將真值表轉(zhuǎn)換成邏輯表達(dá)式和邏輯電路。

由邏輯變換器得到的真值表如圖3所示，與表1比較后可以發(fā)現(xiàn)，由邏輯電路圖分析得到的真值表和由邏輯變換器得到的真值表是一致的。

2.2 仿真分析

在仿真電路的基礎(chǔ)上，我們可以運(yùn)行仿真。分別改變?nèi)齻€(gè)開(kāi)關(guān)的狀態(tài)，即改變輸入變量A、B、C，從000到111，依次測(cè)試輸出電壓的高低電平，以及燈泡的亮和滅，如表2所示。其中，輸出電壓5V表示輸出為高電平，輸出電壓0V表示輸出為低電平。根據(jù)輸出結(jié)果，可以看出，仿真結(jié)果與前面得到的真值表的結(jié)果是相符的。

3 結(jié)束語(yǔ)

以文中所給的不一致電路為例，分別進(jìn)行了傳統(tǒng)的組合邏輯電路理論分析以及應(yīng)用Multisim對(duì)組合邏輯電路進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)分析，對(duì)兩者進(jìn)行了比較，根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)試所得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)理論分析進(jìn)行了驗(yàn)證，并證明了兩者是一致的?？傊?，用Multisim軟件對(duì)組合邏輯電路進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，既能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也能極大地提高教師的教學(xué)水平。在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中，充分利用Multisim仿真的橋梁作用，可以將理論教學(xué)、 仿真和實(shí)驗(yàn)教學(xué)三位一體，有效地結(jié)合起來(lái)，充分地發(fā)揮作用，培養(yǎng)出更多創(chuàng)新型的人才。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：王哲（1986-），女，河南南陽(yáng)人，碩士，教師，研究方向：電子信息。