multisim仿真可变递增同步计数器课程设计说明书与工程下载

•          设计的任务
  

1、仿真软件介绍

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。

2、设计目的和设计要求

利用字发生器和译码器电路实现广告流水灯电路。

•          设计过程
  

2.1方案说明

开光X作为控制信号，74LS160组成3进制和4进制计数器，74LS151进行置数选择，通过74LS48译码驱动数码管显示。

2.2电路设计过程

（1）74LS160计数器电路

该设计用到了74LS160十进制计数器，以下为74LS160的介绍：
     异步清零端/MR1 为低电平时，不管时钟端CP信号状态如何，都可以完成清零功能。 160的预置是同步的。当置入控制器/PE为低电平时，在CP上升沿作用下，输出端Q0-Q3与数据输入端P0-P3一致。对于54/74160，当CP由低至高跳变或跳变前，如果计数器控制端CEP、CET为高电平，则/PE应避免由低至高电平的跳变，而54/74LS160无此种限制。 160的计数是同步的，靠CP同时加在四个触发器上而实现的。 当CEP、CET均为高电平时，在CP上升沿作用下Q0-Q3同时变化，从而消除了异步计数器中出现的计数尖峰。对于54/74LS160的CEP、CET跳变与CP无关。 当计数溢出时，进位输出端（TC）输出一个高电平脉冲，其宽度为Q0的高电平部分。对于74LS160，在CP出现前，即使CEP、CET、/MR发生变化，电路的功能也不受影响。

160外部管脚
引出端符号：
TC           进位输出端
CEP           计数控制端
Q0-Q3           输出端
CET           计数控制端
CP           时钟输入端（上升沿有效）
/MR           异步清除输入端（低电平有效）
/PE           同步并行输入置数端（低电平有效）
74LS160逻辑功能表如下表1所示

表1  74LS160逻辑功能表

通过以上资料可以发现我们只需要改变74LS160计数器的置数信号，即可实现进制的转换。具体电路图如下所示：

（2）置数数据选择电路

此次设计采用8选1数据选择器74ls151进行数据选择，开光X作为控制信号。

8选1数据选择器74ls151功能表如下

从功能图可看成只要将开关X的信号接入数据选择器74ls151最低位即可实现输出选择D0和D1。将计数电路的置数信号接入D0和D1，从而实现三进制和四进制的切换。

（3）译码显示电路

数码管按段数分为七段数码管和八段数码管，八段数码管比七段数码管多一个发光二极管单元（多一个小数点显示）；按发光二极管单元连接方式分为共阳极数码管和共阴极数码管。共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极(COM)的数码管。共阳数码管在应用时应将公共极COM接到+5V，当某一字段发光二极管的阴极为低电平时，相应字段就点亮。当某一字段的阴极为高电平时，相应字段就不亮。共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极(COM)的数码管。共阴数码管在应用时应将公共极COM接到地线GND上，当某一字段发光二极管的阳极为高电平时，相应字段就会被点亮。

该设计中选用的是七段数码管如图6所示，为共阴极的 ，用7448译码驱动器进行驱动，当电路开始正常工作后在该数码管上就会按设计要求依次显示数字。

                           图6  半导体数码管

计数器用来产生十进制计数，其输出端信号加到译码器输入端，经译码后可以在输出端产生所需的控制信号。本电路计数器译码器采用74LS48，译码驱动电路如下图。

（4）总电路图

（6）仿真结果

X=0时，从0-2三进制计数器

X=1时，从0-3四进制计数器

•          设计小结
  

（1）实验总结以及心得体会。

这次的课程设计是一次难得的锻炼机会，让我们能够充分利用所学过的理论知识还有自己的想象能力，另外还有学习查找资料的方法，以及自己处理分析电路、设计电路的能力。这次的课程设计让我们懂得了理论知识在实际中的用途，突然感觉自己学的东西很有用，我们觉得这样就可以激发我们以后的学习兴趣，这样有利于今后更好的学习。

通过这次实践活动，我们增强了解决问题的能力，从中也发现了自己在动手操作方面的不足，为日后参加工作打下坚实的基础。

通过本次活动，我们了解数字电子技术的应用，发展前景，对所学专业有了进一步的了解，更加热爱所学专业，从中发现了理论方面的缺陷。理论是我们今后实践、工作的基础，理论的学习不能有丝毫的懒惰，虽说理论是枯燥、乏味的，但我们要刻苦学习，充实自己的理论，为今后的学习工作打下基础。其次，我们忽视了动手能力的培养，在动手制作中明显感到了吃力，犯了很多错误，对我们是一个不少的打击。但在另一方面也给了我们以警示，知不足，然后谋进。

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