季麗琴

摘要：本文基于Muhisim平臺設計了一個設備開關(guān)違反通電規(guī)則下的集報警功能與報警計數(shù)功能為一體的系統(tǒng)。該系統(tǒng)對應的設備有三個開關(guān)A、B、c，只有開關(guān)A接通的條件下，開關(guān)B才可通電，開關(guān)c只有在開關(guān)B接通的條件下才可通電。若違反上述規(guī)則，則設備發(fā)出報警信號，并將該信號送入計數(shù)電路，實現(xiàn)設備報警次數(shù)的記錄。

關(guān)鍵詞：Muhisim;計數(shù)器;74LS00;74LSl60

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）33-0247-02

某設備有三個開關(guān)A、B、C，其通電規(guī)則如下：只有開關(guān)A接通的條件下，開關(guān)B才可通電，開關(guān)c只有在開關(guān)B接通的條件下才可通電，若違反上述規(guī)則，則設備發(fā)出報警信號，實現(xiàn)設備報警功能。在設備發(fā)出報警信號后，將此信號接入計數(shù)電路，便可實現(xiàn)報警次數(shù)的記錄。本文設計的設備報警計數(shù)系統(tǒng)是基于multisim軟件平臺實現(xiàn)的。實驗結(jié)果表明，設計的報警計數(shù)系統(tǒng)運行正確。

1設備報警功能的實現(xiàn)

在已知設備開關(guān)的通電規(guī)則的前提下，假設開關(guān)A為變量A，開關(guān)B為變量B，開關(guān)c為變量C，輸出報警信號為變量Y，則可以根據(jù)組合邏輯電路的分析方法，首先可列出相關(guān)真值表，再通過真值表寫出相應的邏輯表達式，然后對表達式進行公式法或卡諾圖化簡，并基于74LSOO輸入與非門得到最簡與非一與非表達式。最后根據(jù)最簡與非一與非式得到邏輯仿真圖。

1.1列出真值表

表1為設備報警功能的真值表。

1.2化簡表達式

根據(jù)表1可以得到，再利用公式法將其化簡為。然后對該表達式進行兩次取反，并根據(jù)摩根定律化簡為最簡的與非一與非式，從該表達式可以看出，需要5個與非門來完成。

1.3邏輯仿真圖

打開Muhisim軟件，單擊工具條上的“Place Basic”按鈕，從彈出的對話框中選取3個單刀雙擲開關(guān)SPDT放置于工作面上。再單擊工具條上的“Place TTL”，調(diào)出5組74LSOO。最后，點擊“Place Indicator”，調(diào)出探針（顏色可以任選），以其亮代表報警，以其滅代表未報警。將各元器件進行相連，單擊仿真按鈕即可觀察效果。其仿真圖如圖l所示。

2報警計數(shù)功能的實現(xiàn)

2.1基于74LSl60的計數(shù)電路

74LSl60芯片為同步十進制計數(shù)器，本系統(tǒng)的計數(shù)電路正是以基于74LS160實現(xiàn)的十進制計數(shù)電路為例，其相關(guān)邏輯電路圖如圖2所示，Q_DQ_CQ_BQ_A=1010，利用異步清零法，找到高電平位Q_DQ_B，將這兩個位通過74LSOO連接至清零端。若有需要兩位數(shù)計數(shù)或更大位數(shù)計數(shù)，則另需設計。

2.2將報警信號接入計數(shù)電路

為實現(xiàn)報警信號的計數(shù)功能，本文將圖2中接人時鐘的5HZ 5v脈沖信號進行修改，且同時將圖1中的輸出探針去除，即其圖1的輸出線路直接與74LS160的時鐘信號進行相連，從而實現(xiàn)設備報警信號的計數(shù)功能。具體如圖3所示。

2.3報警計數(shù)功能的分析

假設設置設備開關(guān)A、B、c的狀態(tài)為001時，報警信號Y=I（進行報警，為高電平），在此基礎(chǔ)上，再設置開關(guān)A、B、C的狀態(tài)為100時，報警信號Y=0（不報警，為低電平），可以看出，報警信號從高電平變?yōu)榱说碗娖?，從而形成了一次脈沖信號，即進行了一次報警計數(shù)的記錄。以此類推，當開關(guān)A、B、C的狀態(tài)為101時，報警信號Y=I（進行報警，為高電平），在此基礎(chǔ)上，再設置開關(guān)A、B、c的狀態(tài)為100時，報警信號Y=0（不報警，為低電平），也可形成一次脈沖信號，進行一次報警。通過不斷地實驗，發(fā)現(xiàn)報警信號Y由0變?yōu)?時不可形成脈沖信號，即不進行計數(shù)，只有當報警信號Y由1變?yōu)?時，才可進行計數(shù)。

3結(jié)束語

本文設計的設備報警計數(shù)系統(tǒng)是基于Multisim完成的，該系統(tǒng)包含兩大功能，即報警和計數(shù)。報警功能是基于74LS00的基礎(chǔ)上，通過列出真值表，化簡表達式等步驟完成的。計數(shù)功能則是基于74LS160完成的。最后將報警功能電路和計數(shù)功能電路進行相連，完成了最終的設備報警計數(shù)系統(tǒng)。實驗證明，該系統(tǒng)運行正確、穩(wěn)定。