基于multisim加法计数器的仿真设计Word文档下载推荐.docx
- 文档编号:14238897
- 上传时间:2022-10-20
- 格式:DOCX
- 页数:24
- 大小:782.74KB
基于multisim加法计数器的仿真设计Word文档下载推荐.docx
《基于multisim加法计数器的仿真设计Word文档下载推荐.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于multisim加法计数器的仿真设计Word文档下载推荐.docx(24页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
据我所知,除文中特别加以标注引用参考文献资料外,论文(设计)中所有数据均为自己研究成果,不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。
与我一同工作的同志对本研究所做的工作已在论文中作了明确说明并表示谢意。
毕业论文(设计)作者签名:
日期:
基于Multisim加法计数器的仿真
摘要
计数器是数字系统中最基本的要素,本课题研究了任意进制计数器的设计方法,并利用Multisim进行软件仿真。
本文详细介绍了集成计数器芯片74LS161的原理和结构以及Multisim软件的使用方法。
通过对集成芯片的级联以及附加门电路的连接,以实现任意进制的计数器。
这里我们采用的是两片4位二进制加法计数器74LS161芯片进行级联,通过置数法来实现256以内的任意进制的计数器。
并用Multisim软件对设计的计数器进行仿真,观察结果正确,从而得出整个设计是正确的。
关键词:
计数器;
Multisim;
级连法;
置数法
SimulationoftheadditioncounterbasedonMultisim
Abstract
Thecounteristhemostbasicelementsofadigitalsystem.ThisarticleintroducesthedesignmethodofarbitraryhexadecimalcounterandhowtorealizethesimulationwithMultisimsoftware.
Thisarticleintroducestheprincipleandstructureofintegratedchipcounter74LS161,aswellastheuse-methodofMultisimsoftware.Withthecascadeconnectionofintegratedchipsandtheconnectionofgatecircuits,thearbitraryhexadecimalcountercomestrue.Herewemaketwochipsofthefourbitbinaryaddercounter74LS161cascadeandthenachievethecounterofthearbitraryhexadecimalwhichislessthan256bysettingthenumberoflaw.WealsousetheMultisimsoftwaretosimulatethecounter,andiftheresultofobservationiscorrect,sothatthewholedesigniscorrect.
Keyword:
Counter;
Multisim;
Cascademethod;
Setthenumberoflaw
1绪论1
2计数器2
2.1计数器简介2
2.2计数器的分类2
2.3计数器集成芯片2
3Multisim的简介5
3.1使用简介5
3.2Multisim对元器件的管理6
4设计思路和方法7
4.1N>
M时的设计方法7
4.1.1复位法7
4.1.2预置数法8
4.2N<
M的设计方法9
4.2.1M不是素数9
4.2.2M是素数10
5设计与仿真12
5.1模256以内任意进制的计数器设计12
5.1.1预置数的设计12
5.1.2芯片级联12
5.1.3连接七段显示管13
5.1.4逻辑分析仪的连接14
5.2总电路图15
5.3电路的仿真16
5.3.1模256的仿真16
5.3.2模232的仿真18
6总结20
致谢21
参考文献22
1绪论
计数器是一种最常用的时序电路。
它不仅记录输入时钟脉冲的个数,还可以实现调幅、分频、定时和产生节拍脉冲序列等,有着广泛的应用。
从小型到大型数字计算机的数字仪表,几乎是不可缺少的一部分。
通过仿真软件对电路的设计,可以大大提高电路设计的效率。
在强大的集成电子技术、计算机技术中,电子技术应用水平几乎呈现指数形式发展。
因此电子设计工程师对设计方法也提出了新的要求。
传统的设计方法设计周期长,费力。
甚至有时设计方案中所使用的元器件因库存设备资源和其他约束的限制,不得不将该设计方案推翻重新设计。
从而严重推迟新产品上市的时间,使利润远远低于同类产品。
EDA软体开发通讯公司适时推出各种EDA软件,将开发电子产品的设计和现代计算机技术的有效整合,通过计算机对电子产品进行设计。
使工程师可以省去复杂的计算过程,将更多的精力和时间放在方案的提出和最终功能的验证。
这样大大提高了产品的设计效率和缩短上市时间。
在这样的EDA软件中,加拿大公司IIT推出的Multisim是最突出的。
Multisim是一个完整的虚拟电子实验室软件。
在其内部有各种高精度的元器件,在使用Multisim对电子电路的分析和验证与真实实验室环境试验结果完全相同,并具有不消耗资源和调试安全等诸多优点。
特别是对数字电路的分析和验证是特别有效的。
因此,得到广大电路设计爱好者的喜爱。
2计数器
2.1计数器简介
计数器指的是一些普通定时器。
狭义上指的是一些常见的定时计数器,如体育游戏中测试时间定时器。
下面介绍的是更为广泛的时序逻辑电路中的计数器。
计数是一个最简单的加法运算,计数器是实现这种运算的逻辑电路。
在数字系统中的计数器是记忆脉冲的个数。
具有分频、调幅和调相功能。
还可以实现测量、计算和控制功能。
计数器是由基本的计数单元和一些控制门所组成。
计数单元是由一系列具有信息存储功能的各种类型的触发器组成。
这类触发有:
JK触发器、RS触发器、T触发器、D触发器等。
计数器广泛应用于数字系统。
如计算机控制器的指令数的地址,以便按顺序取读下一条指令。
运算器中作乘法、除法运算时记下加法、减法的次数。
又如在数字仪器中对脉冲的计数等等。
它主要的指标在于计数器的位数,常见的有3位和4位的计数器。
2.2计数器的分类
计数器有许多种类:
(1)根据触发是否同步分为:
同步计数器和异步计数器;
(2)根据不同的进制分为:
二进制计数器,十进制计数器和任意进制计数器;
(3)根据运算趋势分为:
加法,减法和可逆计数器。
2.3计数器集成芯片
目前,计数器一般只有十进制和二进制集成电路芯片。
集成计数器的二进制计数器具有明显的优势,它具有简化电路,降低线路,提高了电路的可靠性。
对集成电路芯片进行不同的连接可以构成任意进制的计数器,主要方法有复位法、置数法等。
加法计数器74LS161(如图2.1所示)是应用非常广泛的异步二进制模十六计数器。
图2.174LS161集成芯片
该芯片的功能为下表所示
表2-174LS161功能表
清零
预置数
使能
ENPENT
时钟
CLK
预置数输入
ABCD
输出
QAQBQCQD
1
X
XX
0X
X0
11
↑
XXXX
d0d1d3d4
XXXX
0000
d0d1d2d3
保持,CO=0
保持
计数
具有异步清零,同步置数的功能,为清零端,为置数端,CLK为时钟脉冲输入端,在上升沿触发。
其功能如下:
(1)异步清零功能
当=0时,不管输入如何,输出为0。
(2)同步置数功能
当=0,=1时,在下一个上升沿来时,输入的数值送到输出端。
(3)保持功能
当=1,=1时,ENT,ENP任意一个为1时,计数器不工作,输出保持原状态不变。
(4)计数功能
正常计数时,=1,=1,ENP=1,ENT=1时,在脉冲上升沿的作用下,计数器对脉冲个数进行加法计数。
3Multisim的简介
Multisim是电子电路仿真软件工具的EDA工具,在Windows环境下,Multisim软件是一个完整的集成设计环境,图创作,分析,电路测试结果显示图标,集成到同一个电路窗口。
操作界面就是软件设计平台,与实际操作中几乎是相同的。
在构建实际电路之前,利用Multisim软件对电路进行虚拟的测试。
该软件以现代实验能力的方法和手段,使实验内容更加完整,效率提高,可以节省大量的实验资源。
Multisim的推出,在加拿大IIT公司的电路设计与仿真软件的基础上,使其有更高的性能,可以对电路进行模拟和分析。
3.1使用简介
Multisim包括了图形的输入,电路图语言输入方式,具有丰富的仿真和分析能力。
为了适应不同的环境,Multisim有许多版本,用户可以根据自己的需要进行选择。
本设计使用到的Multisim功能主要有如图3.1所示
图3.1Multisim的主界面
(1)区域1是对元器件的选取,其中包括放置信号源、放置基础原件、放置二极管和放置晶体管晶体管逻辑(TTL)等。
(2)区域2是仿真按钮
(3)区域3是工作区,电路的连接就是在这个区域内完成的。
3.2Multisim对元器件的管理
EDA可以提供的组件以及对模型精度零部件的数量直接决定了软件的的质量和易于使用性。
Multisim软件为用户提供了一套丰富的元器件和管理组件,以一个开放的形式,允许用户自己添加必要的部件。
如图3.2所示
图3.2Multisim对元器件的管理
4设计思路和方法
一般我们常用到的小规模集成电路芯片有十进制74LS160和十六进制74LS161以及十进制74190可逆计数器等。
这样芯片的数量和连接方法就有所不同。
需要设计的是M进制的计数器,已经拥有的计数器是N进制的,下面来讨论M不等于N的情况。
M时的设计方法
此时只需要一片N进制计数器作适当连接以及附加一些门电路就可以实现。
4.1.1复位法
复位法也叫清零法,仅适用于有置零功能的计数器。
按执行复位操作是否需要时钟脉冲又可以分为同步复位法和异步复位法,大多数集成计数器采用异步复位的方式。
(1)异步清零
如图4.1所示,计数器从So状态开始计数到Sm状态时产生一个清零信号,送到计数器的置零输入端,当下一个脉冲有效沿来到时,计数器立刻返回So状态,开始下一轮的计数循环。
由于Sm状态是一个过渡状态,只存在极短的时间,所以计数循环中稳定的状态只有So-Sm-1共M的状态,从而构成M进制计数器。
S0
S1
S2
S3
Sn-1
Sn-2
Sn-3
Sm+1
Sm
Sm-1
图4.1异步清零
(2)同步清零
如图4.2所示,同步清零方式需要时钟脉冲的
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 multisim 加法 计数器 仿真 设计