1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上基于Multisim的組合邏輯電路設(shè)計(jì)與仿真摘要： 運(yùn)用組合邏輯電路可以方便的將實(shí)際問題轉(zhuǎn)換為邏輯問題并進(jìn)行數(shù)字電路設(shè)計(jì)，本文論述了以集成與非門74ls00和74ls10、譯碼器74ls138和數(shù)據(jù)選擇器74ls151為主要芯片設(shè)計(jì)火災(zāi)報(bào)警控制信號電路的三種方法，并用multisim軟件進(jìn)行了仿真。設(shè)計(jì)與仿真結(jié)果表明，與非門、譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器均可有效實(shí)現(xiàn)火災(zāi)報(bào)警控制電路，并可應(yīng)用于其它組合邏輯電路的設(shè)計(jì)，采用計(jì)算機(jī)仿真軟件提高了數(shù)字電路設(shè)計(jì)的效率。關(guān)鍵詞： 組合邏輯電路；火災(zāi)報(bào)警；電路設(shè)計(jì)；仿真中圖分類號：tp391 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：a 文章編號：1006-4311（2

2、013）16-0063-020 引言組合邏輯電路的基本構(gòu)成單元是門電路，與時(shí)序邏輯電路不同，組合邏輯電路無記憶功能，輸出信號僅取決于當(dāng)時(shí)的輸入信號1。組合邏輯電路的設(shè)計(jì)是根據(jù)給定的實(shí)際問題，用邏輯函數(shù)進(jìn)行表達(dá)，用數(shù)字電路來實(shí)現(xiàn)邏輯其功能。常用的中規(guī)模組合邏輯電路有編碼器、譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器、加法器等。在設(shè)計(jì)硬件電路之前，常用一些虛擬軟件進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)，multisim軟件是一款應(yīng)用較廣，功能強(qiáng)大的電子電路設(shè)計(jì)開發(fā)與仿真軟件2-5。文中，以集成與非門74ls00、譯碼器74ls138和數(shù)據(jù)選擇器74ls151為主要元件設(shè)計(jì)了產(chǎn)生火災(zāi)報(bào)警控制信號的三種電路，設(shè)計(jì)平臺為基于windows系統(tǒng)的mult

3、isim 12.0軟件，并進(jìn)行了仿真測試。1 電路設(shè)計(jì)與仿真組合邏輯電路的設(shè)計(jì)步驟一般為：根據(jù)設(shè)計(jì)要求，定義輸入、輸出的邏輯狀態(tài)；填寫真值表；由真值表，寫出邏輯函數(shù)的最小項(xiàng)表達(dá)式并進(jìn)行化簡；采用相應(yīng)的元器件進(jìn)行電路布線。文中，火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的輸入為煙感、溫感和紫外光感三種火災(zāi)探測器，當(dāng)其中兩種或兩種以上探測器檢測到火災(zāi)信號時(shí)，則系統(tǒng)發(fā)出火災(zāi)報(bào)警信號。設(shè)煙感信號為a、溫感信號為b、紫外光感信號為c，報(bào)警信號為y，當(dāng)有信號時(shí)為1，無信號時(shí)為0，列出真值表，如表1所示。1.1 基于與非門的電路設(shè)計(jì) 集成與非門74ls00有14個(gè)管腳，可以實(shí)現(xiàn)4個(gè)二端輸入與非邏輯功能，74ls10可以實(shí)現(xiàn)3個(gè)三端輸入與

4、非邏輯功能。由公式（2）可見，此報(bào)警控制電路需要4個(gè)與非門，即三個(gè)二端輸入與非門，一個(gè)三端輸入與非門，電路連接如圖1所示，其中三個(gè)探測信號輸入端接入74ls00的三個(gè)二端輸入引腳，三個(gè)二端與非門的輸出接入74ls10的一個(gè)三端與非門輸入引腳。圖1中的xlc1為邏輯變換器，是一種虛擬儀器，可以接入報(bào)警系統(tǒng)的輸入與輸出端，測試與驗(yàn)證其邏輯功能，從圖2可見，該電路真值表及邏輯函數(shù)表達(dá)式與設(shè)計(jì)要求一致。1.2 基于譯碼器的設(shè)計(jì) 譯碼是編碼的反過程，74ls138譯碼器是集成有三個(gè)輸入端，八個(gè)輸出端的中規(guī)模組合邏輯電路，譯碼器的各輸出端引腳信號對應(yīng)于輸入端二進(jìn)制信號的組合情況。依公式（4）可知，只要將譯

5、碼器對應(yīng)的四個(gè)輸出端引腳接入74ls20芯片中的一個(gè)四輸入端與非門即可，電路如圖4所示。圖中，譯碼器74ls138的g1、g2a與g2b為控制端，當(dāng)g1接高電平，g2a與g2b接低電平時(shí)，芯片才能實(shí)現(xiàn)譯碼功能。系統(tǒng)接入邏輯變換器，對整個(gè)電路的功能進(jìn)行了測試，測試結(jié)果與圖2所示一致。1.3 基于數(shù)據(jù)選擇器的設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù)選擇器可以根據(jù)地址輸入端的二進(jìn)制信號，對輸入端信號進(jìn)行選擇。8選1數(shù)據(jù)選擇器74ls151是集成有三個(gè)地址輸入端a、b、c，8個(gè)數(shù)據(jù)輸入端d0d7的中規(guī)模組合邏輯電路。74ls151數(shù)據(jù)選擇器的功能用邏輯函數(shù)表示為這樣只要將數(shù)據(jù)選擇器的輸入端進(jìn)行適當(dāng)?shù)闹梦槐憧梢詫?shí)現(xiàn)此報(bào)警功能，電路如

6、圖4所示。圖中，數(shù)據(jù)選擇器74ls151的g為控制端，低電平有效，d3、d5、d6、d7接高電平，其余數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)輸入端接低電平，地址輸入端a、b、c與數(shù)據(jù)選擇器的輸出y端接入邏輯變換器，以驗(yàn)證邏輯電路功能，驗(yàn)證結(jié)果與圖2所示一致。2 結(jié)論組合邏輯電路廣泛應(yīng)用于各種數(shù)字電路設(shè)計(jì)中，文中給出了用集成與非門74ls00、74ls10，中規(guī)模組合邏輯電路器件74ls138譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器74ls151設(shè)計(jì)火災(zāi)報(bào)警控制電路的三種方法，并用最新版本的multisim軟件進(jìn)行了直觀的仿真驗(yàn)證。三種電路設(shè)計(jì)中，運(yùn)用數(shù)據(jù)選擇器最為有效。multisim軟件為組合邏輯電路的設(shè)計(jì)與仿真提供了強(qiáng)有力的計(jì)算機(jī)虛擬平臺。參考文獻(xiàn)：1王毓銀.數(shù)字電路邏輯設(shè)計(jì)m.北京：高等教育出版社，2002.2張晶，李心廣.基于multisim的電路設(shè)計(jì)與仿真j.計(jì)算機(jī)仿真，2005，22（5）：109-110.3石嘉順.基于multisim環(huán)境下的電路設(shè)計(jì)與仿真j.計(jì)算機(jī)仿真，2007，24（12）：306-308.4馬敬敏.基本rs觸發(fā)器工