基于Multism在數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)中數(shù)字報(bào)警器的實(shí)現(xiàn)

1、基于multism在數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)中數(shù)字報(bào)警器的實(shí)現(xiàn)摘要：本文以數(shù)字教學(xué)中的具體內(nèi)容為例，具體說明multism仿真軟件在數(shù)字電路教學(xué)中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：multism；仿真；數(shù)字電路；課程設(shè)計(jì)中圖分類號(hào)：tp311.52 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a 文章編號(hào)：1007-9599 (2011) 23-0000-01implementation of multism-based digital alarm in digital circuits curriculum designli yan1,zhang yiyang2(1. information engineering school of jilin

2、business and technology college,changchun 130062,china;2.armored force institute of technology, changchun 130031,china)abstract:in this paper,digital teaching specific content,for example,specify multism simulation software in teaching digital circuit applications.keywords:multism;simulation;digital

3、 circuit;curriculum design一、引言數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)作為一門理論與實(shí)踐并重課程，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生在數(shù)字電子綜合設(shè)計(jì)過程中，對(duì)實(shí)際問題進(jìn)行分析和解決的能力，以提高學(xué)生在數(shù)字電子領(lǐng)域的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)、方法等綜合技能。由于條件限制，目前數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)以理論分析為主，缺少相應(yīng)實(shí)踐環(huán)節(jié)。本文針對(duì)學(xué)校實(shí)驗(yàn)設(shè)備配置和學(xué)生實(shí)際情況，提出基于multisim虛擬課程設(shè)計(jì)教學(xué)方法，以進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)自主性，充分激發(fā)和挖崛學(xué)生創(chuàng)新潛力。二、multism簡(jiǎn)介multisim是美國(guó)國(guó)家儀器（ni）有限公司推出的以windows為基礎(chǔ)的仿真工具，它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語言輸入方式，具有

4、很廣泛的仿真分析能力。適用于板級(jí)的模擬/數(shù)字電路板的設(shè)計(jì)工作。工程師們可以使用multisim交互式地搭建電路原理圖，并對(duì)電路進(jìn)行仿真。multisim提煉了spice仿真的復(fù)雜內(nèi)容，這樣工程師無需懂得深入的spice技術(shù)就可以很快地進(jìn)行捕獲、仿真和分析新的設(shè)計(jì)，這也使其更適合電子學(xué)教育。通過multisim和虛擬儀器技術(shù)，pcb設(shè)計(jì)工程師和電子學(xué)教育工作者可以完成從理論到原理圖捕獲與仿真再到原型設(shè)計(jì)和測(cè)試這樣一個(gè)完整的綜合設(shè)計(jì)流程。三、基于multisim的計(jì)數(shù)報(bào)警器設(shè)計(jì)（一）任務(wù)分析1.總體方案確定。根據(jù)系統(tǒng)的邏輯關(guān)系將系統(tǒng)分解，畫出系統(tǒng)的原理框圖，確定框圖間各種信號(hào)的邏輯關(guān)系與時(shí)序關(guān)系。

5、2.課題分析與研究。了解以上設(shè)計(jì)要求后，確定設(shè)計(jì)系統(tǒng)的全部功能，要求及計(jì)數(shù)指標(biāo)，熟悉控制對(duì)象和處理信號(hào)的各種參數(shù)，特點(diǎn)和關(guān)系。3.單元電路繪制與仿真。選擇合適的數(shù)字電路器件，用multism仿真，并繪制各單元的邏輯電路圖。4.分析電路。充分分析單元電路，尤其對(duì)控制信號(hào)要從邏輯關(guān)系，正反極性，時(shí)序幾個(gè)方面進(jìn)行深入考慮，確保不發(fā)生沖突，在深入分析的基礎(chǔ)上通過對(duì)原設(shè)計(jì)電路的不斷修改，最后獲得最佳的設(shè)計(jì)方案。（二）方案論證1.555定時(shí)器的連接。555定時(shí)器是一種功能強(qiáng)大的模擬數(shù)字混合集成電路，有二個(gè)比較器a1和a2，有一個(gè)rs觸發(fā)器，r和s高電平有效。三極管vt1對(duì)清零起跟隨作用，起緩沖作用。三極管

6、vt2是放電管，將對(duì)外電路的元件提供放電通路。比較器的輸入端有一個(gè)由三個(gè)5kw電阻組成的分壓器，由此可以獲得和兩個(gè)分壓值，一般稱為閾值。555定時(shí)器的1腳是接地端gnd，2腳是低觸發(fā)端tl，3腳是輸出端out，4腳是清除端rd，5腳是電壓控制端cv，6腳是高觸發(fā)端th，7腳是放電端dis，8腳是電源端vcc。555定時(shí)器的輸出端電流可以達(dá)到200ma，因此可以直接驅(qū)動(dòng)與這個(gè)電流數(shù)值相當(dāng)?shù)呢?fù)載，如揚(yáng)聲器、發(fā)光二極管等。2.發(fā)光二極管的連接。led產(chǎn)品的種類繁多，有共陰極電路，還有共陽極電路。本次設(shè)計(jì)采用共陽極電路。3.74ls192和74ls247。74ls192異步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器這個(gè)計(jì)數(shù)器是十進(jìn)

7、制的，在設(shè)計(jì)時(shí)電路比較簡(jiǎn)單，我們?cè)趯W(xué)習(xí)進(jìn)制設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)使用過，基本了解它的各項(xiàng)功能。對(duì)于六進(jìn)制的設(shè)計(jì)不是很大的問題，同時(shí)由于rst清零，ld的保持功能可以很方便的實(shí)現(xiàn)清零開始，暫停繼續(xù)這兩個(gè)功能。因此我選用這種方案。四、具體方案實(shí)施1.利用數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)設(shè)計(jì)一個(gè)計(jì)數(shù)報(bào)警器，該計(jì)數(shù)報(bào)警器的設(shè)計(jì)采用的元件主要有譯碼器74ls247、十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74ls192、555組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。該計(jì)數(shù)報(bào)警器計(jì)數(shù)最大值是99，當(dāng)計(jì)數(shù)溢出時(shí)放出聲光報(bào)警，報(bào)警時(shí)間為10秒，計(jì)數(shù)脈沖由按鈕和555組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器產(chǎn)生。數(shù)字電路系統(tǒng)一般包括輸入電路、控制電路、輸出電路、時(shí)鐘電路和電源等。輸入電路主要作用是將被控

8、信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，其形式包括各種輸入接口電路。比如數(shù)字頻率計(jì)中，通過輸入電路對(duì)微弱信號(hào)進(jìn)行放大、整形，得到數(shù)字電路可以處理的數(shù)字信號(hào)。模擬信號(hào)則需要通過模數(shù)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)再進(jìn)行處理。在設(shè)計(jì)輸入電路時(shí)，必須首先了解輸入信號(hào)的性質(zhì)，接口的條件，以設(shè)計(jì)合適的輸入接口電路。2.選擇74ls192兩片、74ls247兩片、74ls04一片、數(shù)碼管兩枚、電阻若干、電容若干、開關(guān)一個(gè)。首先根據(jù)74ls192的功能表的功能，將兩片74ls192連成十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，是輸出的數(shù)字為從1到99，然后清零。用相應(yīng)電阻和電容以及555組成單諧振蕩器，和74ls192相連，根據(jù)74ls247的功能，分別將兩片74

9、ls247連接到兩片74ls192的相應(yīng)端，然后將共陽極數(shù)碼管兩枚分別于兩片74ls247相連，中間加100歐電阻，先在草稿紙上繪制實(shí)現(xiàn)功能的草圖，經(jīng)過反復(fù)的修改論證，以期達(dá)到最理想的狀態(tài)。然后用multism軟件根據(jù)原先繪制的電路圖繪制各單元的相應(yīng)邏輯電路圖，進(jìn)行仿真。3.用multism軟件根據(jù)原先繪制的電路圖繪制各單元的相應(yīng)邏輯電路圖后，進(jìn)行仿真，期間可能會(huì)出現(xiàn)不能正常實(shí)現(xiàn)原先所設(shè)定的功能，但經(jīng)過思考與修改，設(shè)計(jì)出能正常實(shí)現(xiàn)所要求的功能的電路圖，用multism進(jìn)行仿真，得出所要的結(jié)果。在各單元電路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，用multism軟件把各單元電路連接起來，繪制出符合軟件要求的系統(tǒng)整體邏輯電路圖。系統(tǒng)整體電路設(shè)計(jì)完成后，對(duì)系統(tǒng)整體進(jìn)行仿真，驗(yàn)證設(shè)計(jì)的正確性。五、結(jié)論針對(duì)學(xué)校實(shí)驗(yàn)設(shè)備配置和學(xué)生實(shí)際情況，并通過基于multisim虛擬課程設(shè)計(jì)教學(xué)方法，使學(xué)生對(duì)數(shù)電這門課有了更深的了解，鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手操作能力，以及