multisim7快速入门第10章

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1、博嘉科技编程模板　　　　　　　　　　　　291第10章在数字电路设计中的应用数字电路在工程上得到广泛应用，数字电路的设计是学习的难点和重点。本章主要通过Multisim7在数字电路设计中的一些典型应用，深入理解数字电路的基本理论，掌握数字电路测试和仿真的常用方法，为真实电路设计和调试奠定基础。10.1组合逻辑电路仿真实例数字电路分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两大类。组合逻辑电路指任何时刻电路的输出值仅取决于各输入变量取值的某种组合，其特点如下：l功能与时间因数无关；l无记忆元件，没有记忆能力；l无

2、反馈支路，输出为输入的单值函数；本节就一些典型的组合逻辑电路的工作原理和应用通过Multisim7进行仿真分析，以了解组合逻辑电路的工作原理和仿真分析方法。10.1.1译码器原理及应用仿真译码器是在数字组合逻辑电路设计中广泛使用的元件，把一组二进制代码翻译成特定的信号。如常用的地址译码器，就是通过译码器把计算机地址总线翻译成各个端口地址，计算机才能知道读写哪个地址端口。本节通过对138译码器的仿真分析，了解译码器工作原理和使用方法。表10-1　138译码器真值表输入输出G1G2A+G2BCBAY0

3、Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y701111111110000000000000101001110010111011111111111111111110111111110111111110111111110111111110111111110111111110111111110博嘉科技编程模板　　　　　　　　　　　　2911．138译码器原理首先建立如图10-1所示译码器电路，该电路有一块集成138译码芯片，其逻辑符号如图10-1中的U1所示。其中A，B，C是输入端，G1，G2A，G2B是控制端，只有当

4、G1为高电平，G2A、G2B为低电平时，译码器才工作。Y0-Y7是输出端，外接小灯泡X1-X7，灯泡亮表示输出为高电平，熄灭表示为低电平，根据输入的信号不同，不同的小灯泡熄灭。其输入输出关系见138译码器的真值表10-1所示。当A，B，C为不同的值时，Y0-Y7对应引脚为低电平，小灯泡熄灭，其余引脚为高电平继续亮，即每次只能熄灭一个灯泡。下面通过仿真来验证该译码器的真值表，操作步骤如下：图10-1　138译码器电路（1）在图10-1中的G2A、GS2B为低电平，G1为高电平，根据真值表该电路能够工

5、作，在图10-1中所示状态下，A=0，B=0，C=0，Y0应为低，其所连接灯泡熄灭，其余引脚为高，所连接灯泡亮。（2）激活该电路，灯泡X1熄灭。现令A=1，B=0，C=0，即把开关J1打到高电平，发现灯泡X2熄灭，说明Y1为低电平，和真值表吻合。同理，根据真值表，不同的A、B、C输入对应的输出就会为低，灯泡会熄灭。（3）把开关D打到低电平，所有灯泡全亮；开关E，F任何一个打到高电平，灯泡都全亮。2．138译码器构成一位全加器下面把138译码器组把成一位全加器（如图8-2所示），实现两个二进制数的相

6、加。全加器真值表如表10-2所示，其中A，B为两个加数，C为低位产生的进位，S为和，CO为A，B，C相加产生的进位。当C有进位时，A，B又产生进位，则C就向CO进位。布尔方程为：表示当三个输入相同时为0，不同为1。表示输入三个数中至少有两个为1时就有进位。博嘉科技编程模板　　　　　　　　　　　　291根据全加器真值表10-2，在S输出项有1、2、4、7项不为0，有S==Y1Y2Y4Y7，同理在CO输出项有3、5、6、7项不为0，则有S=Y3Y5Y6Y7。因此，在138译码器输出端接74LS20（4

7、与非门）实现全加器功能。表10-1　一位全加器真值表输入输出ABCSCO0000101001100010111011110010100110010111图10-2　138译码器构成的一位全加器电路创建该全加器电路如图10-2所示，此处用字信号发生器来模拟输入的数字信号，输入和输出都接上小灯泡便于观察高低电平变化，138译码器的G1端接高电平，G2A、G2B端接地。在图10-2中X1灯泡对应的是求和端S，灯泡X2对应的是进位端CO。下面对该电路功能进行仿真验证，具体步骤如下：（1）双击图中字信号发生

8、器图标，弹出如图10-3所示的对话框，设置输出频率为1kHz，16进制，触发方式选择内触发，采用单步输出。博嘉科技编程模板　　　　　　　　　　　　291（2）单击图10-3中“Set”按钮，弹出如图10-4所示的对话框，设置为UPCounter（向上计数），BufferSize大小为7，初始值为00000000，表示从初始值开始按逐个加一递增的方式产生7个不同的数。单击Accept。　　图10-3　信号发生器主面板设置　　图10-4　字信号发生器输出长度设置（3）激活电路，观察结果