数字电子技术课程设计计数器电路的分析本科论文.doc

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1、安徽农业大学经济技术学院数字电子技术课程设计报告书课题名称计数器电路的分析姓名学号院、系、部信息与计算机系专业电子信息工程指导教师2016年12月20日151Multisim软件环境介绍：Multisim是美国国家仪器（NI）有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。工程师们可以使用Multisim交互式地搭建电路原理图，并对电路进行仿真。Multisim提炼了SPICE仿真的复杂内容，这样工程师无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和

2、分析新的设计，这也使其更适合电子学教育。通过Multisim和虚拟仪器技术，PCB设计工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。NIMultisim软件结合了直观的捕捉和功能强大的仿真，能够快速、轻松、高效地对电路进行设计和验证。凭借NIMultisim，您可以立即创建具有完整组件库的电路图，并利用工业标准SPICE模拟器模仿电路行为。借助专业的高级SPICE分析和虚拟仪器，您能在设计流程中提早对电路设计进行的迅速验证，从而缩短建模循环。与NILabVIEW和SignalExpress软件的集成，完善了具有强大技术的

3、设计流程，从而能够比较具有模拟数据的实现建模测量。一、Multisim的主窗口界面。启动Multisim10后，将出现如图所示的界面。二、菜单栏菜单栏位于界面的上方，通过菜单可以对Multisim的所有功能进行操作。不难看出菜单中有一些与大多数Windows平台上的应用软件一致的功能选项，15如File，Edit，View，Options，Help。此外，还有一些EDA软件专用的选项，如Place，Simulation，Transfer以及Tool等。一、工具栏　　Multisim2010提供了多种工具栏，并以层次化的模式加以管理，用户可以通过View菜单中的选项方便地将顶层

4、的工具栏打开或关闭，再通过顶层工具栏中的按钮来管理和控制下层的工具栏。通过工具栏，用户可以方便直接地使用软件的各项功能。顶层的工具栏有：Standard工具栏、Design工具栏、Zoom工具栏，Simulation工具栏。2课程设计的目的与作用一．课程设计的目的1）掌握数字电子技术在实际生活中的应用；2）更加深刻了解数字电子知识体系；3）通过本次设计熟悉软件平台、图形和文本输入、编辑、及仿真4）掌握计数器电路的分析，设计方法及应用；5）学会正确使用JK触发器；二．课程设计的作用1）学会了分析仿真结果的正确性，与理论计算值进行比较；2）通过课程设计，加强了动手，动脑的能力；3

5、课程设计的任务1）三位二进制减法计数器（无效态：000,101）2)串行序列检测器（检测序列：1100）3）基于74191芯片仿真设计163进制减法计数器4三位二进制减法计数器的设计（无效态：000，15101）4.1三位二进制减法计数器的设计原理计数器是利用统计脉冲个数的电路，是组成数字电路和计算机电路的基本时序部件，计数器按长短可分为：二进制，十进制和N进制计数器。计数器不仅有加法计数器，也有减法计数器。如果一个计数器既能完成累加计数的功能，又能完成递减的功能，则称其为可逆计数器。同步计数器：当输入计数脉冲到来时，要更新状态的触发器都是同时翻转的计数器，叫做同步计数器。4

6、.2三位二进制减法计数器的设计过程1）总体设计过程时序逻辑问题状态赋值状态转换图（表）检查能否自启动逻辑图最简逻辑表达式选定触发器类型图4.2（a）设计流程图2）减法器的状态图如下4.2（b）（无效态：000,101）/0/0/0/0/0/1111110100011010001排列顺序：/Y图4.2(b)3)选择触发器、求时钟方程、输出方程、状态方程及驱动方程a选择触发器：由于JK触发器功能齐全、使用灵活，故选用3个下降沿JK触发器，本实验中选用74LS112D芯片。15b求时钟方程：本实验中采用同步计数故CP0=CP1=CP2=CPc求输出方程：本实验给的无效态为000、1

7、01对应最小项为和Q0nQ1nQ2n由图4.2（b）所示状态图所规定的输出与现态之间的逻辑关系，可以直接画出输出信号Y的方程d求状态方程：根据输出信号的卡诺图可得到上述三触发器的卡诺图由图4.2（b）状态图可直接写出的卡诺图如图4.2（c）Q1nQ0nQ2n000111100XXX1110100011011XXX110100图4.2（c）次态Q2n+1Q1n+1Q0n+1卡诺图Q1nQ0nQ2n000111100x10010x11图4.2（d）次态的卡诺图Q1nQ0nQ2n000111100x11015