以4人多数表决电路为例论述MULTISIM在电路设计中的应用,是综合电路仿真设计的题目,谢谢

以4人多数表决电路为例论述MULTISIM在电路设计中的应用,是综合电路仿真设计的题目,谢谢,第1张

四个抢答器电路之一。设计任务与要求:设计一个4路抢答器电路。具体要求如下:1与JK触发器,设计一个四路电路来回答大门。 2每个参与者的控制按钮,通过按下应答键发出的信号。 3按钮开关裁判共有的上电复位清零的响应。经过4比赛开始后,第一个按对应一个发光二极管的按钮,然后其他三个,然后按电路上的按钮不起作用。二。总体框图如下:
组合逻辑门
玩家灯泡
门开关
异步清零到此为止组合逻辑电路JK触发器,JK和终止高,使得T触发器中,玩家可以通过控制施加到所述时钟信号终端的时钟信号切换JK触发器,该JK触发器甚至一个小灯泡,当有一个信号的输出,从而使灯,有效回答。每个JK触发器的主持人控制异步清零结束时,小灯泡可以被消灭。额外的右门电路,光一次,在该区块的时钟信号到灯的其余所有触发器不再亮起,率先实现按开关从这个角度对应的播放器播放器,和然后对电路没有影响别人按钮,符合“赛后开始,第一个按对应一个发光二极管的按钮,然后其他两个,然后按电路上的按钮不起作用“的规定。三。选择设备和设备说明:(一)所选设备(表一)设备名称Multisim仿真系统的代码数量下降沿触发JK触发器74LS112 4与非门74LS03 4 2输入或非门4002BD 1 4输入灯泡探头4电阻R1R4 4 1K VCC 9 5V电源,引入了双掷开关单刀双掷图5(b)设备:(1)JK触发器:(1)凡在时钟信号不合逻辑的逻辑功能的作用由指定的以下特性表,不管它们如何引发被称为JK触发器。特征方程(表二)2JK触发:3JK触发状态转移图:4主从JK触发器,是解决主从RS触发器的R,有独特设计的问题和制约因素图(a)示出了主从JK触发器的逻辑图,在从触发器根据该参数回门的RS主要 在Q的输入导致后门获得输入。原来的S变成J,R变为K,由于主从电路结构不变的形式,而输入信号到J和K,名为主从JK触发器。 (A)(B)(C)(一)逻辑图(二)已使用的符号(三)国标符号图(b)是,人们已经使用的逻辑符号,CP端的小圆圈,只有当CP下降沿触发Q端和将改变状态。图(c)所示的方框内国家标准逻辑符号,符号所述延迟,由于图(a)由于来自JK触发器主时钟脉冲所示的投入它的输入信号的接收时间的上升沿,但是当下降沿为止的CP,Q端和到来一边将改变状态5 JK触发器的工作原理:下列四种情况来分析主从型JK触发器的逻辑功能。 (1)J = L,之前的时钟脉冲(CP = 0)触发的初始状态,K = l设定为0。则R的主要触发= K = 0,S = J = 1,时钟脉冲(CP = L)到来后,主触发器翻转进入状态。当从下一跳的CP是0点,主触发器状态从触发器R = 0不变,S = 1,它也被转变成一个状态。相反,设置触发器1的初始状态。同样的分析可以得到,主从触发器翻转为0状态。可见,JK触发器在J = 1,K = 1的情况下到上翻盖的时钟脉冲一次,=,具有计数功能。 (2)J = 0,K = 0时的触发器设置为0,初始状态时,CP = 1时,为R = 0的主触发器,S = 0时,保持不变。当一个CP跳,因为从触发器R = 1,S = 0时,其输出为0的状态,即触发器保持不变0的状态。如果初始状态为1时,触发器也保持状态不变。 (3)j = 1,K = 0时的触发器复位为0的初始状态。当CP =升,由于主触发器是R = 0,S = 1,将其翻转到一个状态。当CP跳,因为自R触发器= 0,S = 1。也变成一个状态。如果触发器的初始状态为1,当CP = 1,因为R = 0的主要触发,S = 0,它保持了原来的状态不变;从一个较低的CP跳转到晚上12点,因为从触发器R = 0,S = 1,状态被维持。 (4)J = 0,K = 1设置的触发器的初始状态是一个状态。当CP = 1,由于R = 1的主触发器,S = 0时,它翻转成0状态。当从触发器的下一个CP跳也变成0状态。如果触发器的初始状态为0的状态,当CP = 1,因为R = 0的主要触发,S = 0,它保持了原来的状态不变,在从下一跳CP是晚上12点,因为从触发器的R = 1,S = 0,0的状态被保持。 6JK触发动作功能:触发器翻转两步动作。首先,在时钟CLK = 1,则主触发信号输入端JK,被设置为相反的状态,并且不会从触发器移动,第二个步骤,当CLK的来自主触发下降沿触发器按照国家翻转,所以改变Q,Q'端的状态出现在CLK的下降沿。 (CLK变为低电平,如果信号是有效的,则Q和Q'的状态发生在CLK的上升沿)作为主触发器本身是电平触发的SR触发器,所以整个时间CLK = 1时,输入将来自控制动作的主要触发信号。由于两个这样的行动的特点,采用主从触发器中经常会遇到这样的情况,也就是CLK = 1期间输入信号改变后发生,当CLK的下降沿从国家到达呢不根据状态的输入信号,以确定的时刻不一定触发,但必须改变在输入信号的整个过程中,考虑CLK = 1触发下一个状态可以被确定。 7当使用JK触发器注:只有较低的输入CLK = 1这个状态的所有条件保持不变,与CLK输入的时间决定的子状态的状态肯定是件遥不可及的下降沿触发。否则,变化的全过程,必须在输入CLK = 1的状态,以确定当CLK的下降沿到达下一个状态触发考虑。 8由于这种设计的同事们的JK JK触发器那么高的两端,成T触发器,触发器这样解释其中T:在某些情况下,需要这样一个逻辑函数触发,当控制信号T = 1,每一个时钟信号,并且其状态翻转一次;且当t时,时钟信号到达他的状态= 0保持不变。与此逻辑函数被调用T触发器触发器。 (表III)TQQ 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 9JK对比T触发器的触发器在下面(表4)的图(之二)74LS03与非门:他的如下特征74LS00D 4 2输入与非门74LS03内部结构74LS03D端子符号:1A - 4A1B--4B输入端1Y - 4Y的74LS03逻辑图的输出(3)4002BD 4输入或非门具有两个输入,例如:逻辑电路和逻辑功能是一个国际性的符号或非门:输入全零的输出为1,只要有一个输入,输出为0。或非门的真值表如表所示。 (表V)的NOR逻辑门的功能进行了说明,通过逻辑表达式:四个功能模块电路可以分为三个模块:Ⅰ,触发电路Ⅱ,异步清除电路Ⅲ,下面门,I分别为电路的各功能和效果描述:Ⅰ,触发电路:该电路是由玩家控制的游戏者按下按钮时,左边的引脚连接到高电平时NAND门,与非门,所述时钟信号的转换后的触发电路框图Ⅱ后,异步清楚一旦电路当玩家回答:0,当以前的状态为高,所以在时钟信号的下降沿到达JK触发器,JK触发器被触发时,灯泡,下面具体电路中,开关可以由连接到低电平,然后在CLK的低电平,使得每个触发器被异步清除时,灯是关闭的,则控制电路在主机来控制,从而使主机的作用,当主机开关当放置在一个较高的水平,JK触发器的工作,准备下一次的答案,具体电路如下:异步清零原理图Ⅲ,门:由或非门可以用正确的脚与非门进行控制,当有之后玩家回答,有输出为高的方式,经过NOR门变为低电平时,环回至与非门,与非门的输出为低,从而阻断JK触发器,所以其他玩家回答是无效,具体电路如下:五门原理图,设计原理图如下:(一)4人抢答电路,具体工作如下电路准备工作状态,四个开关J1J3运动员放在左侧,NAND的不是左侧门与针接触,主机上正确的地方高液位开关J5的,此时指示灯为关闭。一旦响应指令,第一个按下按钮四个人在这里假设玩家率先按下1号键,然后其他玩家此刻也没有迫切的按钮,J1切换到右侧关闭的门留下的非管脚侧连接到高电平时,通过向低电平的NAND门翻转时,JK触发器的时钟信号变低时,下降沿到来了,所以号1的JK触发器,该输出信号变为高,使得第一播放机灯泡点亮。同时JK触发器输出高电平到或非门,翻转通过或非门变低,随后回到了第2第3和第4个玩家与非门向右针,即使第2第3个按钮的第四个位置右侧播放器,使得左引脚为高,但右侧的针的低,它穿过NAND门仍然很低,由与非门反相变为高电平,所以第二对第三JK的第四触发器的时钟信号CLK仍然很高,所以下降未到,所以JK触发器不翻转,因此输出仍然较低,所以第二个第三个4无灯泡不符合的要求称号。显示占上风作为第1个抢答成功,第二第三第四的球员并没有成功地回答。圆形的答案结束后,主持人将切换到异步清零低端,那么,JK触发器设置为零,所以小灯泡熄灭,主机可以切换回J5高,答案在下一轮。 (二)Multisim仿真:①当玩家一抢一个例子,模拟图如下:如图1,首先玩家按下按钮,234玩家剩余数量虽然后来按下按钮,但灯泡仍然不亮,以满足在标题所示的要求。 ②后,主机异步清零,仿真结果如下:当主机将结束归零开关5关闭所有灯泡,切换回左侧后玩家可以在下一回合,以符合题目的要求回答。

第一章 设计任务书
一、设计题目:乒乓球比赛游戏机
二、设计要求:
1 设计一个甲、乙双方参赛,裁判参与的乒乓球比赛游戏模拟机。
2 用8个发光二极管排成一条直线,以中点为界,两边各代表参赛双方的位置,其中点亮的发光二极管代表“乒乓球”的当前位置,点亮的发光二极管依次由左向右或由右向左移动。
3 当球运动到某方的最后一位时,参赛者应立即按下自己一方的按钮,即表示击球,若击中,则“球”向相反方向运动,若未击中,则对方得1分。
4 设置自动计分电路,双方各用二位数码管来显示计分,每局10分。到达10分时产生报警信号。
第二章 电路组成和工作原理
一分析系统的逻辑功能,画出其框图如下:

计分电路
球台电路
L

CP
S
KA,KB
CNT
图1乒乓球比赛游戏机的原理框图
如上图1所示,该电路主要由球台驱动电路,控制电路,计数器,显示译码器和LED数码管等组成。途中标出的各种信号的含义:CP表示球台驱动电路和计数器的时钟信号;S表示灯(乒乓球)移动的信号;L表示发光二极管驱动信号,由L1~L8组成;CNT表示计数器的计数脉冲信号,由CNT1,CNT2组成;KA,KB表示开关控制的外输入发球、击球信号。
二、总体思路描述如下:
1用两个74LS194四位双向移位寄存器模拟乒乓球台,其中第一个74LS194的DL输出端接第二个的右移串行输入端,这样当乒乓球往右准备移出第一个寄存器的时候就会在时钟脉冲的作用下被移入第二个寄存器。同样道理,第二个74LS194的AR输出端接第一个的左移串行输入端。
2用D触发器及逻辑门电路构成驱动控制电路
3用计数器、逻辑门电路和集成的4管脚的数码管组成计分电路
第三章 设计步骤及方法
一、单元电路的设计
1球台电路如下图2设计所示:

图2球台电路
上图中,两片4位74LS194双向移位寄存器接成8位双向移位寄存器。74LS194功能表如下
D
S1 S0 工作状态
0
1
1
1
1 × ×
0 0
0 1
1 0
1 1 置零
保持
右移
左移
并行输入
功能说明:
(1)当S1 = S0 =1 时,不管各输入端原来是什么状态,在下一个时脉冲到来时,其输出分别是预先输入到并行输入端的 abcd ,这种方式叫送数。
(2)当 S 1 =0 ,S 0 =1 时,其工作方式叫右移,这时,每来一个时钟脉冲,输出端的数各向右移一位,而 Q A 端的输出则由加到 R 端的数来补充。
(3)当 S 1 =1 ,S 0 =0 时,其工作方式叫左移,情况正好与右移相反; Q D 端的输出由加到 L 端的数来补充。
(4)当 S 1 = S 0 =0 时,不管是否有 CP 脉冲作用,输出保持不变,这叫保持方式。 CP=0 时也是保持方式。
2驱动控制电路设计如下图3所示

图3驱动控制电路
图中74LS74为上升沿触发的D触发器,~PR为置1端(低有效),~CLR为置0端(低有效)。当J1=0时,两片D触发器输出端均为1即S1=S0=1,通过接入74LS194,此时实现的是并行输入功能。当J1=1时,L1=J2=1,J3=L8=0,通过各门电路可知U2A,U4A,U2B输出端分别为0,1,1,则D触发器输出端分别为0,1即S1=0,S0=1。相反情况时,当J1=1时,L1=J2=0,J3=L8=1,D触发器输出端分别为1,0即S1=1,S0=0。通过此电路来控制并且实现球台灯的左右移位即实现乒乓球的运动。
3计分电路的设计如下图4所示:

图4计分电路
如上图所示,计分电路由一个7404非门,7409与门和十进制的74LS160计数器构成。得分真值表如下
由上表可得上图中非门和与门的接法。
L1 J2(A) L8 J3 Y(A) Y(B)
1 0 0 0 0 1
0 0 1 0 1 0
同步十进制计数器74LS160的功能表如下:

D

EP ET 工作状态
×

×
×

0
1
1
1
1 ×
0
1
1
1 × ×
× ×
0 1
× 0
1 1 置零
预置数
保持
保持(但C=0)
计数
由74LS160的功能表可知,当~RD=~LD=EP=ET=1时工作状态为计数,即图4中的~CLR=~LOAD=ENT=
ENP=1时。选用ENP、ENT作为74LS160的计数控制端,当ENT=ENP=1时计数,当ENT=ENP=0时计分电路处于保持状态。RCO为进位输出端,即当选手计满9分时给出报警信号。
二、总体电路的设计及仿真结果。
总体设计电路图如下图所示:

仿真结果图如下:
用Multisim封装后的结果如下图所示:

绘制的PCB图

课程设计收获
通过此次课程设计,我们了解了模拟电路基本设计方法,对Multisim仿真软件有了初步的了解和认识,使用Multisim仿真软件,可以让我们在虚拟的环境中进行实验,不需要真实电路环境的介入,不必顾及仪器设备的短缺与时间环境的限制,能够极大的提高实验的效率。
这次数电课程设计,虽然短暂但是让我得到多方面的提高:1、提高了我们的逻辑思维能力,使我们在逻辑电路的分析与设计上有了很大的进步。加深了我们对组合逻辑电路与时序逻辑电路的认识,进一步增进了对一些常见逻辑器件的了解。另外,我们还更加充分的认识到,数字电路这门课程在科学发展中的至关重要性2,查阅参考书的独立思考的能力以及培养非常重要,我们在设计电路时,遇到很多不理解的东西,有的我们通过查阅参考书弄明白,有的通过网络查到,但由于时间和资料有限我们更多的还是独立思考。3,相互讨论共同研究也是很重要的,经常出现一些问题,比如电路设计中的控制器的设计,以及乒乓球游戏机怎样计分等的分析。还使我懂得了理论与实际相结合是很重要的,只有理论知识是远远不够的,只有把所学的理论知识与实践相结合起来,从理论中得出结论,才能真正为社会服务,从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题,可以说得是困难重重,这毕竟第一次做的,难免会遇到过各种各样的问题,同时在设计的过程中发现了自己的不足之处,对以前所学过的知识理解得不够深刻,掌握得不够牢固。
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1。全部PR端子并联通过1K电阻接+5V,置成高电平,不要悬空。
2。J1右端通过1K电阻接+5V,置成高电平,不要悬空。
3。J2、J3、J4、J5上端并联共用一个电阻接+5V是错的,任一个按键按下,全部触发器都翻转,哪个灯亮不确定。要分别用电阻接+5V,不能并联。

第一章 设计任务书
一、设计题目:乒乓球比赛游戏机
二、设计要求:
1 设计一个甲、乙双方参赛,裁判参与的乒乓球比赛游戏模拟机。
2 用8个发光二极管排成一条直线,以中点为界,两边各代表参赛双方的位置,其中点亮的发光二极管代表“乒乓球”的当前位置,点亮的发光二极管依次由左向右或由右向左移动。
3 当球运动到某方的最后一位时,参赛者应立即按下自己一方的按钮,即表示击球,若击中,则“球”向相反方向运动,若未击中,则对方得1分。
4 设置自动计分电路,双方各用二位数码管来显示计分,每局10分。到达10分时产生报警信号。
第二章 电路组成和工作原理
一分析系统的逻辑功能,画出其框图如下:

计分电路
球台电路
L

CP
S
KA,KB
CNT
图1乒乓球比赛游戏机的原理框图
如上图1所示,该电路主要由球台驱动电路,控制电路,计数器,显示译码器和LED数码管等组成。途中标出的各种信号的含义:CP表示球台驱动电路和计数器的时钟信号;S表示灯(乒乓球)移动的信号;L表示发光二极管驱动信号,由L1~L8组成;CNT表示计数器的计数脉冲信号,由CNT1,CNT2组成;KA,KB表示开关控制的外输入发球、击球信号。
二、总体思路描述如下:
1用两个74LS194四位双向移位寄存器模拟乒乓球台,其中第一个74LS194的DL输出端接第二个的右移串行输入端,这样当乒乓球往右准备移出第一个寄存器的时候就会在时钟脉冲的作用下被移入第二个寄存器。同样道理,第二个74LS194的AR输出端接第一个的左移串行输入端。
2用D触发器及逻辑门电路构成驱动控制电路
3用计数器、逻辑门电路和集成的4管脚的数码管组成计分电路
第三章 设计步骤及方法
一、单元电路的设计
1球台电路如下图2设计所示:

图2球台电路
上图中,两片4位74LS194双向移位寄存器接成8位双向移位寄存器。74LS194功能表如下
D
S1 S0 工作状态
0
1
1
1
1 × ×
0 0
0 1
1 0
1 1 置零
保持
右移
左移
并行输入
功能说明:
(1)当S1 = S0 =1 时,不管各输入端原来是什么状态,在下一个时脉冲到来时,其输出分别是预先输入到并行输入端的 abcd ,这种方式叫送数。
(2)当 S 1 =0 ,S 0 =1 时,其工作方式叫右移,这时,每来一个时钟脉冲,输出端的数各向右移一位,而 Q A 端的输出则由加到 R 端的数来补充。
(3)当 S 1 =1 ,S 0 =0 时,其工作方式叫左移,情况正好与右移相反; Q D 端的输出由加到 L 端的数来补充。
(4)当 S 1 = S 0 =0 时,不管是否有 CP 脉冲作用,输出保持不变,这叫保持方式。 CP=0 时也是保持方式。
2驱动控制电路设计如下图3所示

图3驱动控制电路
图中74LS74为上升沿触发的D触发器,~PR为置1端(低有效),~CLR为置0端(低有效)。当J1=0时,两片D触发器输出端均为1即S1=S0=1,通过接入74LS194,此时实现的是并行输入功能。当J1=1时,L1=J2=1,J3=L8=0,通过各门电路可知U2A,U4A,U2B输出端分别为0,1,1,则D触发器输出端分别为0,1即S1=0,S0=1。相反情况时,当J1=1时,L1=J2=0,J3=L8=1,D触发器输出端分别为1,0即S1=1,S0=0。通过此电路来控制并且实现球台灯的左右移位即实现乒乓球的运动。
3计分电路的设计如下图4所示:

图4计分电路
如上图所示,计分电路由一个7404非门,7409与门和十进制的74LS160计数器构成。得分真值表如下
由上表可得上图中非门和与门的接法。
L1 J2(A) L8 J3 Y(A) Y(B)
1 0 0 0 0 1
0 0 1 0 1 0
同步十进制计数器74LS160的功能表如下:

D

EP ET 工作状态
×

×
×

0
1
1
1
1 ×
0
1
1
1 × ×
× ×
0 1
× 0
1 1 置零
预置数
保持
保持(但C=0)
计数
由74LS160的功能表可知,当~RD=~LD=EP=ET=1时工作状态为计数,即图4中的~CLR=~LOAD=ENT=
ENP=1时。选用ENP、ENT作为74LS160的计数控制端,当ENT=ENP=1时计数,当ENT=ENP=0时计分电路处于保持状态。RCO为进位输出端,即当选手计满9分时给出报警信号。
二、总体电路的设计及仿真结果。
总体设计电路图如下图所示:

仿真结果图如下:
用Multisim封装后的结果如下图所示:

绘制的PCB图

课程设计收获
通过此次课程设计,我们了解了模拟电路基本设计方法,对Multisim仿真软件有了初步的了解和认识,使用Multisim仿真软件,可以让我们在虚拟的环境中进行实验,不需要真实电路环境的介入,不必顾及仪器设备的短缺与时间环境的限制,能够极大的提高实验的效率。
这次数电课程设计,虽然短暂但是让我得到多方面的提高:1、提高了我们的逻辑思维能力,使我们在逻辑电路的分析与设计上有了很大的进步。加深了我们对组合逻辑电路与时序逻辑电路的认识,进一步增进了对一些常见逻辑器件的了解。另外,我们还更加充分的认识到,数字电路这门课程在科学发展中的至关重要性2,查阅参考书的独立思考的能力以及培养非常重要,我们在设计电路时,遇到很多不理解的东西,有的我们通过查阅参考书弄明白,有的通过网络查到,但由于时间和资料有限我们更多的还是独立思考。3,相互讨论共同研究也是很重要的,经常出现一些问题,比如电路设计中的控制器的设计,以及乒乓球游戏机怎样计分等的分析。还使我懂得了理论与实际相结合是很重要的,只有理论知识是远远不够的,只有把所学的理论知识与实践相结合起来,从理论中得出结论,才能真正为社会服务,从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题,可以说得是困难重重,这毕竟第一次做的,难免会遇到过各种各样的问题,同时在设计的过程中发现了自己的不足之处,对以前所学过的知识理解得不够深刻,掌握得不够牢固。
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multisim显示数字方法如下:首先,确定使用的是共阴极数码管,在元器库中找到,接下来找到控制端,我这里使用74ls48n进行控制,从元器件库中找到,这样就能够直接显示数字了。

另外也可以通过从元器件库导出用到的电源,开关,地线过查找资料发现,发现74ls48n和数码管完全是天衣无缝的拟合。

前提是共阴极数目管也就是D,C,B,A从高到低这四个输入端输入相应的BCD码,刚好就可以在数码管输出显示,比如DCBA输入0001,那么数码管显示的就是1,但是输出端的abcdefg也要对应数码管的abcdefg。

通过74LS47这个译码器,左下方有三个低电平输入有效的端口(逻辑符号上画圆圈说明低电平有效),应该输入低电平,即接地,而不是接高电平VCC。

ABCD分别为74ls48n输入端,通过按键来控制不同的状态;左下角的三个输入端根据功能表查出得置高位;输出端对应数码管接就ok了。


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原文地址: http://outofmemory.cn/yw/13212611.html

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