實(shí)驗(yàn)2：Multisim搶答器電路仿真

1、數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)課程實(shí)驗(yàn)課程實(shí)驗(yàn)（2 2）22022-6-24 （1 1）掌握數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)板等常用儀器的基本原理、功）掌握數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)板等常用儀器的基本原理、功能及其使用方法。能及其使用方法。 （2 2）了解常用數(shù)字集成電路的主要參數(shù)及邏輯功能。）了解常用數(shù)字集成電路的主要參數(shù)及邏輯功能。 （3 3）具有使用儀器查找和排除電路故障的能力。）具有使用儀器查找和排除電路故障的能力。 （4 4）通過實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步掌握數(shù)字電路的綜合分析與）通過實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步掌握數(shù)字電路的綜合分析與設(shè)計(jì)方法。設(shè)計(jì)方法。 二、實(shí)驗(yàn)基本要求二、實(shí)驗(yàn)基本要求 （5 5）熟悉）熟悉MultisimMultisi

2、m、EDA軟件的電路設(shè)計(jì)、仿真、軟件的電路設(shè)計(jì)、仿真、操作流程。操作流程。32022-6-24實(shí)驗(yàn)一：基于實(shí)驗(yàn)一：基于Multisim10的簡(jiǎn)易數(shù)字搶的簡(jiǎn)易數(shù)字搶答器電路設(shè)計(jì)、仿真答器電路設(shè)計(jì)、仿真賴祖亮賴祖亮 小木蟲小木蟲熟悉熟悉EDA仿真軟件仿真軟件Multisim 10的基本的基本 操作方法操作方法1. 1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康氖煜な煜SI組合邏輯電路和組合邏輯電路和觸發(fā)器觸發(fā)器的邏輯功能及使的邏輯功能及使用方法用方法掌握掌握MSI組合邏輯器件和時(shí)序邏輯器件組成數(shù)字組合邏輯器件和時(shí)序邏輯器件組成數(shù)字小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和測(cè)試方法小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和測(cè)試方法學(xué)會(huì)使用學(xué)會(huì)使用Multisim 10設(shè)計(jì)、仿

3、真和調(diào)試數(shù)字邏設(shè)計(jì)、仿真和調(diào)試數(shù)字邏輯電路輯電路 2.Multisim102.Multisim10軟件主界面簡(jiǎn)介軟件主界面簡(jiǎn)介42022-6-24菜單欄菜單欄仿真開關(guān)仿真開關(guān)工具欄工具欄元器件欄元器件欄儀器儀表欄儀器儀表欄電路工作區(qū)電路工作區(qū)狀態(tài)欄狀態(tài)欄3.3.實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理 簡(jiǎn)易數(shù)字搶答器實(shí)驗(yàn)電路原理框圖如下圖所示。它由簡(jiǎn)易數(shù)字搶答器實(shí)驗(yàn)電路原理框圖如下圖所示。它由搶答器按鍵、主持人控制按鍵、控制電路、編碼鎖存電路搶答器按鍵、主持人控制按鍵、控制電路、編碼鎖存電路及譯碼顯示電路組成。及譯碼顯示電路組成。 搶答按鍵用以產(chǎn)生搶答有效信號(hào)，搶答有效信號(hào)送編搶答按鍵用以產(chǎn)生搶答有效信號(hào)，搶答有效信

4、號(hào)送編碼鎖存電路進(jìn)行編碼和鎖存，再經(jīng)譯碼電路譯碼后由碼鎖存電路進(jìn)行編碼和鎖存，再經(jīng)譯碼電路譯碼后由LED數(shù)碼管和指示燈顯示搶答成功編號(hào)和搶答有效提示信息。數(shù)碼管和指示燈顯示搶答成功編號(hào)和搶答有效提示信息。 簡(jiǎn)易數(shù)字搶答器簡(jiǎn)易數(shù)字搶答器原理框圖原理框圖62022-6-24 簡(jiǎn)易四路數(shù)字搶答器實(shí)驗(yàn)電路簡(jiǎn)易四路數(shù)字搶答器實(shí)驗(yàn)電路設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要求:1. 搶答器搶答器可可供供4名選手或名選手或4個(gè)代表隊(duì)比賽，分別用個(gè)代表隊(duì)比賽，分別用4個(gè)按個(gè)按鍵開關(guān)鍵開關(guān)J0J3表示。表示。2. 設(shè)置一個(gè)系統(tǒng)設(shè)置一個(gè)系統(tǒng)復(fù)位復(fù)位和搶答和搶答開始開始控制控制開關(guān)開關(guān)J，由主持人控，由主持人控制制電路復(fù)位或搶答開始電路復(fù)位

5、或搶答開始。3. 搶答器具有鎖存與顯示功能。選手搶答實(shí)行優(yōu)先鎖存，搶答器具有鎖存與顯示功能。選手搶答實(shí)行優(yōu)先鎖存，優(yōu)先搶答選手的編號(hào)被鎖存，同時(shí)優(yōu)先搶答選手的編號(hào)被鎖存，同時(shí)LED點(diǎn)亮提示搶答成功。點(diǎn)亮提示搶答成功。4. 接通電源后，主持人將開關(guān)撥到接通電源后，主持人將開關(guān)撥到“復(fù)位復(fù)位”狀態(tài)，搶答器狀態(tài)，搶答器處于禁止?fàn)顟B(tài)，處于禁止?fàn)顟B(tài)，LED燈滅。主持人將開關(guān)撥到燈滅。主持人將開關(guān)撥到“開始開始”狀態(tài)，狀態(tài)，搶答開始。搶答開始。5. 當(dāng)一名選手搶答成功，電路應(yīng)同時(shí)將其他選手的搶答信當(dāng)一名選手搶答成功，電路應(yīng)同時(shí)將其他選手的搶答信號(hào)屏蔽，使其號(hào)屏蔽，使其處于處于無(wú)效狀態(tài)。無(wú)效狀態(tài)。6.搶答器

6、電路由搶答器電路由74序列數(shù)字邏輯器件組成，并使用序列數(shù)字邏輯器件組成，并使用Multisim10進(jìn)行設(shè)計(jì)、仿真。進(jìn)行設(shè)計(jì)、仿真。7 （1）基本）基本RS觸發(fā)器觸發(fā)器 基本基本RS 觸發(fā)器又稱為置觸發(fā)器又稱為置0置置1觸發(fā)器，它由兩個(gè)與非門觸發(fā)器，它由兩個(gè)與非門交叉耦合構(gòu)成。電路如下圖（交叉耦合構(gòu)成。電路如下圖（a）所示。）所示。82022-6-24（3 3）D觸發(fā)器觸發(fā)器74LS74雙D觸發(fā)器引腳排列及邏輯符號(hào) DQn= =+ +1可用作數(shù)字信號(hào)的寄存、移位寄存、分頻和波形發(fā)生等?？捎米鲾?shù)字信號(hào)的寄存、移位寄存、分頻和波形發(fā)生等。0dR 1dS 1dR 0dS CP(1) 異步置異步置0：當(dāng)

7、：當(dāng) 、 時(shí)，觸發(fā)器置時(shí)，觸發(fā)器置0， ，與時(shí)鐘脈沖，與時(shí)鐘脈沖 及及 輸入信號(hào)沒有關(guān)系。輸入信號(hào)沒有關(guān)系。(2) 異步置異步置1：當(dāng)：當(dāng) 、 時(shí)，觸發(fā)器置時(shí)，觸發(fā)器置1， ，與時(shí)鐘脈沖，與時(shí)鐘脈沖 及及 輸入信號(hào)沒有關(guān)系。輸入信號(hào)沒有關(guān)系。CP0ddRS74LS74工作時(shí)，不允許工作時(shí)，不允許92022-6-2474LS20雙四輸入與非門雙四輸入與非門102022-6-248線線-3線優(yōu)先編碼器線優(yōu)先編碼器7段數(shù)碼顯示譯碼器段數(shù)碼顯示譯碼器四基本四基本RS觸發(fā)器觸發(fā)器11仿真參考電路仿真參考電路1如下圖所示：如下圖所示：122022-6-24仿真參考電路仿真參考電路2如下圖所示：如下圖所示：

8、132022-6-24 4. 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與要求實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與要求（1）在在 Multisim 10界面中設(shè)計(jì)出四人搶答器單元電路，其中界面中設(shè)計(jì)出四人搶答器單元電路，其中基本基本RS觸發(fā)器用觸發(fā)器用74LS74D觸發(fā)器的異步置位端代替（也可以調(diào)用觸發(fā)器的異步置位端代替（也可以調(diào)用74LS279四基本四基本RS觸發(fā)器）。觸發(fā)器）。（2）完成搶答器總體設(shè)計(jì)，并畫出總體電路原理框圖；）完成搶答器總體設(shè)計(jì)，并畫出總體電路原理框圖；（3）使用）使用Multisim 10軟件軟件 ，仿真調(diào)試整機(jī)電路，并記錄結(jié)果。，仿真調(diào)試整機(jī)電路，并記錄結(jié)果。（4）提高部分：用）提高部分：用74LS148(8位優(yōu)先編碼器）、位

9、優(yōu)先編碼器）、 74LS279（4基本基本RS觸發(fā)器）、觸發(fā)器）、74LS48（7段顯示譯碼器）、數(shù)碼管和指示燈等設(shè)段顯示譯碼器）、數(shù)碼管和指示燈等設(shè)計(jì)一個(gè)計(jì)一個(gè)8人搶答器，用數(shù)碼管顯示搶答成功編號(hào)并有指示燈點(diǎn)亮提人搶答器，用數(shù)碼管顯示搶答成功編號(hào)并有指示燈點(diǎn)亮提示搶答成功。示搶答成功。 5. 儀器及器件儀器及器件 （1）計(jì)算機(jī)一臺(tái)；）計(jì)算機(jī)一臺(tái)； （2）Multisim 10仿真軟件一套；仿真軟件一套； （3）根據(jù)電路實(shí)現(xiàn)方案不同可分別調(diào)用）根據(jù)電路實(shí)現(xiàn)方案不同可分別調(diào)用 74LS74(74)、74LS20、74LS148、74LS279、74LS48及紅色及紅色指示燈和數(shù)碼管等器件。指示燈和數(shù)碼管等器件。142022-6-24 6. 實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)報(bào)告 （1） 寫出搶答器各單元電路工作原理；寫出搶答器各單元電路工作原理； （2） 給出整機(jī)原理框圖和整機(jī)電路分析及調(diào)試結(jié)果；給出整機(jī)原理