数电课设

成绩评定表学生姓名班级学号专业课程设计题目数字电子课程设计评语组长签字：成绩日期2015年月日课程设计任务书学院专业学生姓名班级学号课程设计题目1.三位二进制减法计数器（无效态：000，010）2、用multisim设计一个基于74138的组合电路3.基于74160芯片仿真设计69进制加法计数器并显示实践教学要求与任务:1)采用实验箱设计、连接、调试三位二进制计数器。2)采用multisim仿真软件建立复杂的组合电路和计数器电路模型；3)对电路进行理论分析；4)在multisim环境下分析仿真结果，给出仿真时序图；5)撰写课程设计报告。工作计划与进度安排:第1天：1.布置课程设计题目及任务。2.查找文献、资料，确立设计方案。第2-3天：在实验室中设计、连接、调试三位二进制计数器、加法计数器及组合电路。第4天：1.安装multisim软件，熟悉multisim软件仿真环境。在multisim环境下建立电路模型，学会建立元件库。2.对设计电路进行理论分析、计算。3.在multisim环境下仿真电路功能，修改相应参数，分析结果的变化情况。第5天：1.课程设计结果验收。2.针对课程设计题目进行答辩。3.完成课程设计报告。指导教师：2015年6月19日专业负责人：2015年6月22日学院教学副院长：2015年6月22日目录1Multisim10简介:.........................................................11.1Multisim10概述:......................................................11.2直观的捕捉和功能强大的仿真...........................................21.3EDA的简介...........................................................22Multisim的界面：.........................................................22.1主界面：.............................................................22.2元器件库：...........................................................32.3课程设计的目的与作用.................................................33三位二进制减法计数器（无效态：000，010）的数据处理........................33.1状态图...............................................................43.2求输出方程..........................................................53.3卡诺图...............................................................53.4状态方程和驱动方程...................................................63.5时钟方程.............................................................73.6电路图...............................................................73.7检查自启动...........................................................83.8仿真结果.............................................................83.9结果分析.............................................................94基于74138的组合电路......................................................94.1基本原理.............................................................94.2电路图..............................................................104.3理论分析及计算......................................................104.4运行结果............................................................114.5结果分析............................................................155基于74160芯片仿真设计69进制加法计数器并显示计数过程....................155.1利用异步清零端获得69进制计数器.....................................165.2求归零逻辑--异步清零端控制信号的逻辑表达式..........................165.3电路图..............................................................165.4仿真结果............................................................175.5结果分析............................................................176设计总结.................................................................187参考文献.................................................................1811Multisim10简介:1.1Multisim10概述: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。●通过直观的电路图捕捉环境,轻松设计电路●通过交互式SPICE仿真,迅速了解电路行为●借助高级电路分析,理解基本设计特征●通过一个工具链,无缝地集成电路设计和虚拟测试●通过改进、整合设计流程,减少建模错误并缩短上市时间21.2直观的捕捉和功能强大的仿真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设计流程，从而能够比较具有模拟数据的实现建模测量。1.3EDA的简介EDA已经成为集成电路、印制电路板、电子整机系统设计的主要技术手段。美国NI公司（美国国家仪器公司）的Multisim9软件就是这方面很好的一个工具。而且Multisim9计算机仿真与虚拟仪器技术（LABVIEW8）（也是美国NI公司的）可以很好的解决理论教学与实际动手实验相脱节的这一老大难问题。学员可以很好地、很方便地把刚刚学到的理论知识用计算机仿真真实的再现出来。并且可以用虚拟仪器技术创造出真正属于自己的仪表。极大地提高了学员的学习热情和积极性。真正的做到了变被动学习为主动学习。这些在教学活动中已经得到了很好的体现。还有很重要的一点就是：计算机仿真与虚拟仪器对教员的教学也是一个很好的提高和促进。2Multisim的界面：2.1主界面：32.2元器件库：2.3课程设计的目的与作用(1)熟练掌握三位二进制加法计数器的设计和检测。(2）学习并掌握信号的简单检测以及其电路的设计。(3)学会利用所学知识设计不同要求的电路以实现不同的逻辑功能。(4）熟练multisim的操作技能。3三位二进制减法计数器（无效态：000，010）的数据处理此题给定的是时序逻辑电路，待求的是状态表，状态图或时序图一、分析的一般步骤：（1）写方程式。其中包括有时钟方程，输出方程，驱动方程（2）求状态方程。把驱动方程代入相应触发器的特性方程，就可求出时序电路的状态方程，也就是各个触发器次态输出的逻辑表达式，因为任何电路时序电路的状态，都是由组成该时序电路的各个触发器来记忆和表示的。（3）进行计算。把电路输入和现态的各种可能值，代入状态方程和输出方程进行计算，求出相应的次态和输出。注意：4A、状态方程有效的时钟条件，，凡不具备时钟条件者，方程式无效，起保持作用。B、电路的现态，就是组成电路的各个触发器的现态的组合。C、不能漏掉任何可能出现的现态和输入的取值。D、现态的起始值如果定了，则可以从给定值开始依次进行计算，倘若未给定，那么就可以从自己设定的起始值开始依次计算。（4）画状态图或列状态表，画时序图。注意：A、状态转换是将现态转换到次态，不是将现态转换到现态，更不是将次态转换到次态。B、输出是现态和输入的函数，不是次态和输入的函数。C、画时序图是要明确，只有当cp触发沿到来时才会更新状态，否则只会保持原状态不变。（5）电路功能说明。一般情况下，用状态图或状态表就可以反映电路的工作特性。3.1状态图状态图当中又分为有效状态和无效状态，有效循环和无效循环：A、有效状态：在时序电路中，凡是被利用了的状态，都叫做有效状态B、有效循环：在时序电路中，凡是有效状态形成的循环，都称为有效循环C、无效状态：在时序电路中，凡是没有被利用的循环，都称为无效状态D、无效循环：如果无效状态形成了循环，那么称这种循环为无效循环因为此题有两个无效状态，则将三位二进制的加法计数器去除两个无效状态就可以了，状态图如下:0010/0110/1000/1010/1100/111图3.1三位二进制减法计数器状态图3.2求输出方程可以从状态图中规定的输出与现态和输入的逻辑关系写出输出信号的标准与或表达5式，用公式法求其最简表达式，如果状态图画出的输出信号的卡诺图，再用图形法求最简表达式当然也行，注意，无效状态对应的最小项应该当成约束项处理，因为在电路正常工作时，这些状态是不会出现的。此题中的无效状态为000，010，便可将它们当成约束项处理。输出方程如下：nnQQY123.3卡诺图采用同步方案时，可画出卡诺图，再用图形法求出次态的最简与或表达式。不管使用哪种方法，都要尽量利用约束项------无效状态所对应的最小项进行化简。约束项的确认：电路无效状态对应的最小项可以当成约束项处理，这和同步方案中的情况没有区别，而且对于各个触发器的次态函数都适用。约束项的应用：在求状态方程时，要充分地利用约束项进行化简，特别是在求某