multisim仿真软件在电子电路设计中的应用

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1、Multisim仿真软件在电子电路设计中的应用摘要介绍Multisim仿真软件的功能及特点，并以数字抢答器设计为例，阐述采用Multisim仿真软件进行电子电路设计的过程。关键词Multisim仿真；电子电路设计；抢答器分类号：TP319.9文献标识码：B文章编号：1671-489X(2015)10-0035-03AbstractIntroducesthefunctionandcharacteristicofMultisimsimulationsoftware,anddescribestheuseofMultisimsimula

2、tionsoftwareforelectroniccircuitdesignprocesswithadigitalresponderdesignasanexample.KeywordsMultisimsimulation；electroniccircuitdesign；responder1前言随着电子电路复杂程度越来越高、更新速度越来越快、设计规模越来越大、推向市场时间越来越短，这就迫切需要实现设计工作的自动化。电子设计自动化(EDA)技术的出现，改革了传统的电子电路设计方法。2Multisim仿真软件的功能及特点Multisim

3、是一个原理电路设计、电路功能测试的虚拟仿真软件，可实现原理图捕获、电路分析、电路仿真、仿真仪器测试等功能；具有如下特点：界面设计人性化、操作简洁明了、元件库规模庞大、仪器仪表库种类齐全（包括函数信号发生器、示波器、逻辑分析仪等）、分析功能强大（包括直流工作点分析、交流分析、噪声分析等）。3应用实例以数字抢答器的设计为例，阐述采用Multisim仿真软件进行电子电路设计的过程。设计任务和要求用中、小规模集成电路设计一个数字抢答器，设计要求：1）抢答器可同时供8名选手参加比赛，每个选手拥有一个抢答按键，分别用按键J0〜J7表示，按键编

4、号和选手编号相同；2）主持人扳动控制开关J8，可控制系统的复位和抢答的开始；3）抢答器具有第一抢答信息的鉴别、锁存和显示功能，抢答开始后，第一抢答者按动抢答按键时，该选手的编号立即被锁存，并显示在LED数码管上，控制电路使扬声器发出报警声音，并对输入电路进行封锁，使其他选手的抢答不起作用；4）抢答器具有定时抢答功能，主持人通过设定一次抢答时间，控制比赛的开始和结束［1］。电路组成抢答器由主体电路和扩展电路两部分组成。主体电路由主持人控制开关、抢答按键、控制电路、优先编码器、锁存器、译码器、编号显示器和报警电路构成，完成基本抢答的功

5、能；扩展电路由秒脉冲产生电路、定时电路、译码器和定时显示器构成，完成定时抢答的功能。抢答器工作过程：首先，接通抢答器电源，主持人将开关J8置于复位位置，禁止抢答器工作，编号显示器被熄灭，定时显示器显示定时时间；然后，主持人将开关J8置于开始位置，允许抢答器工作，计数器进行减计时；当选手在定时时间内抢答时，计数器停止工作，编号显示器显示抢答选手的编号，定时显示器显示剩余抢答时间，并禁止其他选手随后的抢答；当定时时间到，但无人抢答时，系统报警，并禁止选手超时抢答。电路设计及仿真1）抢答器电路。抢答器电路如图1所示。优先编码器74LS1

6、48能鉴别第一抢答者的按键操作，并使其他选手的操作无效；RS锁存器74LS279能锁存第一抢答者的编号，并经译码器74LS48译码后显示在LED数码管上。抢答器电路仿真波形如图2所示。借助于Multisim仿真软件中的逻辑分析仪，可对抢答器电路的多路逻辑信号同步进行高速采集和时序分析。将逻辑分析仪的输入端口相应地连接到电路的如下测试点上：开关J8，74LS279的输出端Q4、Q3、Q2、Q1（El、BI）,按键J7、J6、J5、J4、J3、J2、Jl、J0。被采集的输入信号将显示在屏幕上。2可知，在第一个Clock脉冲的上升沿，主

7、持人将开关J8置于复位位置时，74LS279被复位，禁止锁存器工作，其输出Q4Q3Q2Ql=0000。于是，74LS148的选通输入端EI二0,允许优先编码器工作；74LS48的消隐输入端BI=0,编号显示器被熄灭。在第一个Clock脉冲的下降沿，当主持人将开关J8置于开始位置时，允许优先编码器和锁存器工作。在第二个Clock脉冲的下降沿，将J6按键按下时，74LS148的输出A2A1A0二001，GS二0,经RS锁存后，Q4Q3Q2Q1二1101。于是，Ql=l,使BI=1,允许74LS48工作；Q4Q3Q2=110,经译码显示

8、为“6”。此外，Ql=l，使EI=1，禁止74LS148工作，封锁了其他按键的输入（即在第三个Clock脉冲的上升沿J3按键的输入）。在第四个Clock脉冲的上升沿，当按下的J6键松开后，GS=1，此时由于仍为Ql=l，使EI=1,所以仍禁止74L