七進(jìn)制異步減法計(jì)數(shù)器(無效狀態(tài)為001)序列信號(hào)發(fā)生器(000111)組合邏輯函數(shù)( )

1、沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)專用紙課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)院信息科學(xué)與工程學(xué)院專業(yè)電子信息工程學(xué)生姓名學(xué)號(hào)設(shè)計(jì)題目數(shù)字電子設(shè)計(jì)題目：1、七進(jìn)制異步減法計(jì)數(shù)器（無效狀態(tài)為001）2、序列信號(hào)發(fā)生器（000111）3、組合邏輯函數(shù)（）模擬電子設(shè)計(jì)題目：1、滯回比較器 2、反向比例運(yùn)算電路3、二級(jí)放大電路 4、電壓串聯(lián)負(fù)反饋內(nèi)容及要求：一數(shù)字電子部分1利用觸發(fā)器和邏輯門電路，設(shè)計(jì)十三進(jìn)制同步減法計(jì)數(shù)器、序列信號(hào)發(fā)生器 2根據(jù)設(shè)計(jì)電路圖進(jìn)行連線進(jìn)行驗(yàn)證 3在multisim環(huán)境下分析仿真結(jié)果，給出仿真波形圖二模擬電子部分1采用multisim 仿真軟件建立電路模型；2對(duì)電路進(jìn)行理論分析、計(jì)算；3在multisim環(huán)境

2、下分析仿真結(jié)果，給出仿真波形圖。進(jìn)度安排：第一周：數(shù)字電子設(shè)計(jì)第1天： 1指導(dǎo)教師布置課程設(shè)計(jì)題目及任務(wù) 2課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師就相關(guān)問題單獨(dú)進(jìn)行指導(dǎo) 3查找相關(guān)資料并且進(jìn)行電路的初步設(shè)計(jì) 第24天： 1根據(jù)具體設(shè)計(jì)題目進(jìn)行最后總體設(shè)計(jì) 2課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師就相關(guān)問題單獨(dú)進(jìn)行指導(dǎo) 3利用實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行課程設(shè)計(jì)的具體實(shí)驗(yàn) 4指導(dǎo)教師進(jìn)行驗(yàn)收 第5天： 1完成課程設(shè)計(jì)報(bào)告 2指導(dǎo)教師針對(duì)課程設(shè)計(jì)進(jìn)行答辯第二周：模擬電子設(shè)計(jì)第1天：1. 布置課程設(shè)計(jì)題目及任務(wù)2. 查找文獻(xiàn)、資料，確立設(shè)計(jì)方案第23天：1. 安裝multisim軟件，熟悉multisim軟件仿真環(huán)境2. 在multisim環(huán)境下建立電路模型

3、，學(xué)會(huì)建立元件庫第4天：1. 對(duì)設(shè)計(jì)電路進(jìn)行理論分析、計(jì)算2. 在multisim環(huán)境下仿真電路功能，修改相應(yīng)參數(shù)，分析結(jié)果的變化情況第5天：1. 課程設(shè)計(jì)結(jié)果驗(yàn)收2. 針對(duì)課程設(shè)計(jì)題目進(jìn)行答辯3. 完成課程設(shè)計(jì)報(bào)告 指導(dǎo)教師（簽字）： 2011 年 6 月 22 日分院院長（簽字）：年 月 日第2頁 共21頁目錄摘要.2數(shù)字電子設(shè)計(jì)部分一、課程設(shè)計(jì)的目的與作用.31.1課程設(shè)計(jì)的目的.31.2課程設(shè)計(jì)的作用.3二、七進(jìn)制異步減法計(jì)數(shù)器（無效狀態(tài)為001）.32.1基本原理.32.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖.5三、序列信號(hào)發(fā)生器（000111）.53.1基本原理.53.2設(shè)計(jì)的總體框圖.73.3 運(yùn)行結(jié)果

4、.74、 組合邏輯函數(shù)（）.84.1基本原理.84.2設(shè)計(jì)的總體框圖.84.3運(yùn)行結(jié)果.8五、設(shè)計(jì)總結(jié)和體會(huì).8六、參考文獻(xiàn).8模擬電子設(shè)計(jì)部分1、 課程設(shè)計(jì)的目的與作用.92、 1.1課程設(shè)計(jì)的目的.91.2課程設(shè)計(jì)的作用.9二、設(shè)計(jì)任務(wù)、及所用multisim軟件環(huán)境介紹.92.1設(shè)計(jì)任務(wù).92.2multisim軟件環(huán)境的介紹.9三、電路模型的建立，理論分析與計(jì)算及仿真結(jié)果總結(jié).93.1滯回比較器.93.2反向比例運(yùn)算電路.12 3.3二級(jí)放大電路.14 3.4電壓串聯(lián)負(fù)反饋.16四、設(shè)計(jì)總結(jié)和體會(huì).18五、參考文獻(xiàn).19摘要 本次電子課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容分為數(shù)字電子部分和模擬電子部分。其

5、中，數(shù)字電子部分為七進(jìn)制異步減法計(jì)數(shù)器與序列信號(hào)發(fā)生器（000111）設(shè)計(jì)；模擬電子部分為長尾式差分放大電路、滯回比較器、積分運(yùn)算電路、三角波發(fā)生電路。本次課程設(shè)計(jì)很好的將書本知識(shí)與現(xiàn)代電子仿真技術(shù)相結(jié)合，通過本次電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)，對(duì)書本知識(shí)有了更深的理解和更好的掌握。針對(duì)電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，本次課程設(shè)計(jì)采用了加拿大EWB （Electrical Workbench）Multisim軟件，既能加強(qiáng)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握及提高解決實(shí)際問題的能力, 又能為課堂教學(xué)及教學(xué)方法和手段的改革增添活力。EDA就是“Electronic Design Automation”的縮寫技術(shù)已經(jīng)在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域得到

6、廣泛應(yīng)用。發(fā)達(dá)國家目前已經(jīng)基本上不存在電子產(chǎn)品的手工設(shè)計(jì)。一臺(tái)電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程，從概念的確立，到包括電路原理、PCB版圖、單片機(jī)程序、機(jī)內(nèi)結(jié)構(gòu)、FPGA的構(gòu)建及仿真、外觀界面、熱穩(wěn)定分析、電磁兼容分析在內(nèi)的物理級(jí)設(shè)計(jì)，再到PCB鉆孔圖、自動(dòng)貼片、焊膏漏印、元器件清單、總裝配圖等生產(chǎn)所需資料等等全部在計(jì)算機(jī)上完成。EDA技術(shù)借助計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)量大、運(yùn)行速度快的特點(diǎn)，可對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行人工難以完成的模擬評(píng)估、設(shè)計(jì)檢驗(yàn)、設(shè)計(jì)優(yōu)化和數(shù)據(jù)處理等工作。EDA已經(jīng)成為集成電路、印制電路板、電子整機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要技術(shù)手段。美國NI公司（美國國家儀器公司）的Multisim 9軟件就是這方面很好的一個(gè)工具。而且Mu

7、ltisim 9計(jì)算機(jī)仿真與虛擬儀器技術(shù)（LABVIEW 8）（也是美國NI公司的）可以很好的解決理論教學(xué)與實(shí)際動(dòng)手實(shí)驗(yàn)相脫節(jié)的這一老大難問題。學(xué)員可以很好地、很方便地把剛剛學(xué)到的理論知識(shí)用計(jì)算機(jī)仿真真實(shí)的再現(xiàn)出來。并且可以用虛擬儀器技術(shù)創(chuàng)造出真正屬于自己的儀表。極大地提高了學(xué)員的學(xué)習(xí)熱情和積極性。真正的做到了變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)。這些在教學(xué)活動(dòng)中已經(jīng)得到了很好的體現(xiàn)。還有很重要的一點(diǎn)就是：計(jì)算機(jī)仿真與虛擬儀器對(duì)教員的教學(xué)也是一個(gè)很好的提高和促進(jìn)。工程師們可以使用Multisim交互式地搭建電路原理圖，并對(duì)電路行為進(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

8、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。關(guān)鍵詞：進(jìn)制、異步、減法、序列、計(jì)數(shù)器，Multisim，放大電路。 數(shù)字電子部分一、課程設(shè)計(jì)目的與作用1.1課程設(shè)計(jì)目的1.學(xué)會(huì)使用數(shù)字電子實(shí)驗(yàn)平臺(tái)2.熟悉各個(gè)芯片和電路的接法3.熟練掌握設(shè)計(jì)觸發(fā)器的算法4.懂得基本數(shù)字電子電路的功能，會(huì)分析，會(huì)設(shè)計(jì)二、七進(jìn)制同步減法計(jì)數(shù)器（無效狀態(tài)為001）2.1基本原理狀態(tài)圖 000 111 110 101 010 011 1

9、00時(shí)序圖CP卡諾圖：Q1nQ0n Q2n 000111100 111xxx0100001011100110101Q1nQ0n Q2n 000111100 1x0010111Q1nQ0n Q2n 000111100 1x1011010Q1nQ0n Q2n 000111100 1x0011001狀態(tài)方程：驅(qū)動(dòng)方程：1 2系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖 三、序列信號(hào)發(fā)生器（000111）3.1設(shè)計(jì)內(nèi)容 狀態(tài)圖 /0 /0 /0 /1 /1 000 001 010 101 110 111 /1Q1nQ0n Q2n 000111100 0010111xx卡諾圖 輸出Y Q1nQ0n Q2n 000111100 0010

10、101000111101000xxxxxx Q1nQ0n Q2n 000111100 1001110xxQ1nQ0n Q2n 000111100 0101100xx Q1nQ0n Q2n 000111100 0010110xx選擇觸發(fā)器： 選用3個(gè)CP下降沿觸發(fā)的邊沿JK觸發(fā)器時(shí)鐘方程： 輸出方程：狀態(tài)方程： 驅(qū)動(dòng)方程： 3.2設(shè)計(jì)的電路圖3.3運(yùn)行結(jié)果： 燈的亮滅情況000（滅） 001（滅） 010（滅） 011（亮） 100（亮） 101（亮） 000（滅）四，組合邏輯函數(shù)（）4.1 基本原理選擇譯碼器 選擇3線-8線譯碼器74LS138寫標(biāo)準(zhǔn)與非-與非表達(dá)式確認(rèn)表達(dá)式 =C =B =A

11、 4.2 設(shè)計(jì)的總體框圖4.3 運(yùn)行結(jié)果 燈的亮滅情況 ABC控制 000（滅） 001（滅） 010（亮） 011（亮） 100（滅） 101（亮） 110（亮） 111（亮）五、設(shè)計(jì)總結(jié)與體會(huì)這次的數(shù)電課設(shè)讓我有好多感受，首先在word中進(jìn)行卡諾圖與狀態(tài)圖輸入情況是遇到不少的困難，才發(fā)現(xiàn)自己對(duì)word的不熟悉，現(xiàn)在讓我更一步懂得會(huì)用word了。數(shù)電課設(shè)讓我進(jìn)一步掌握了對(duì)數(shù)字平臺(tái)的使用，并且會(huì)在multisim軟件環(huán)境下仿真數(shù)電電路。通過自己的實(shí)踐，懂得一步一步的發(fā)現(xiàn)問題解決問題，最后完成了課設(shè)。六、參考文獻(xiàn) 1.清華大學(xué)電子學(xué)教研組 楊素行主編數(shù)字電子技術(shù)簡(jiǎn)明教程 2.張利萍、王向磊老師編

12、的數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書模擬電子部分一、課程設(shè)計(jì)的目的與作用 1.1課程設(shè)計(jì)目的1.學(xué)會(huì)在multisim軟件環(huán)境下建立模型2.熟悉multisim的基本操作3.熟練掌握multisim設(shè)計(jì)出的仿真電路4.懂得分析仿真結(jié)果1.2課程設(shè)計(jì)作用 1.滯回比較器 2.反向比例運(yùn)算電路 3.二級(jí)放大電路 4.電壓串聯(lián)負(fù)反饋二、設(shè)計(jì)任務(wù)、及所用multisim軟件環(huán)境介紹 2.1設(shè)計(jì)任務(wù) 1.滯回比較器 2.反向比例運(yùn)算電路 3.二級(jí)放大電路 4.電壓串聯(lián)負(fù)反饋 2.2 multisim軟件環(huán)境介紹Multisim是加拿大推出的基于windows的電路仿真軟件，由于采用互交式的界面，比較直觀，操作方便，具有

13、豐富的元器件庫和品種繁多的虛擬儀器，以及強(qiáng)大的分析功能等特點(diǎn)，因而得到了廣泛的應(yīng)用。針對(duì)不同的用戶，提供了多種版本，我們所用就是教育版的Multisim。三、電路模型的建立，理論分析與計(jì)算及仿真結(jié)果總結(jié)3.1滯回比較器（1）原理圖（2）理論分析與計(jì)算由虛短特點(diǎn)知：利用疊加定理可求得同向輸入端的電位為：若原來，當(dāng)逐漸增大時(shí)，使從+跳變?yōu)?所需的門限電平用表示，由上式可知 =若原來，當(dāng)逐漸減小時(shí)，使從-跳變?yōu)?所需的門限電平用表示，由上式可知 =所以門限寬度-=（3）仿真結(jié)果 仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論值相比較,可看出實(shí)際值域理論值幾乎相等,并且數(shù)據(jù)之間近似的存在比例系數(shù)的關(guān)系。即,比例運(yùn)算電路實(shí)現(xiàn)輸出電

14、壓與輸入電壓的比例運(yùn)算。3.2反比例運(yùn)算電路（1）原理圖（2）理論分析與計(jì)算 由虛短、虛斷的特點(diǎn)可知： 根據(jù)上面仿真圖可知： 即： 所以，當(dāng)u1=0、u1=1時(shí)，u0=2，u0=4。（3）仿真結(jié)果當(dāng)輸入為直流1伏時(shí)： 圖2.5.1 當(dāng)輸入為交流1伏時(shí)： 圖2.5.2當(dāng)輸入為直流2伏時(shí)： 圖2.5.3當(dāng)輸入為交流2伏時(shí)：上面我們的理論計(jì)算得出的結(jié)果是當(dāng)輸入為1伏時(shí)輸出為-2伏當(dāng)輸入為2伏時(shí)輸出為-4伏。兩者基本相等。3.3二級(jí)放大電路（1）原理圖（2）理論分析與計(jì)算 電路的電壓放大倍數(shù)的理論計(jì)算為將電路參數(shù)帶入計(jì)算：（3）仿真結(jié)果 由示波器測(cè)得，在輸入信號(hào)為20Vpp時(shí)，輸出電壓為12.56mV

15、，計(jì)算出電路的電壓放大倍數(shù)為628.這一結(jié)果與理論分析基本一致。3.4電壓串聯(lián)負(fù)反饋（1）原理圖（2）理論分析及計(jì)算1.將開關(guān)K斷開，電路暫不引入級(jí)間反饋。（1）利用mulitisim的直流工作點(diǎn)分析功能，測(cè)量無級(jí)間反饋時(shí)兩級(jí)間放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)，分析結(jié)果如下：(2)加上正弦輸入電壓，利用虛擬示波器可觀察到第一級(jí)輸出電壓波形與輸入電壓反相，而第二級(jí)輸出電壓波形與輸入電壓同相。兩個(gè)放大級(jí)的輸入波形均無明顯的非線性失真。當(dāng)U i=4.999mv時(shí)，利用虛擬儀表可測(cè)得U 0=644.624mv?？梢?，無級(jí)間反饋時(shí)，兩級(jí)放大電路總是電壓放大倍數(shù)為 Au=Uo/Ui=128.95(3)由虛擬儀表測(cè)得，

16、無級(jí)間反饋時(shí)放大電路的輸入電阻為Ri=Ui/Ii=1.587kohm(4) 將負(fù)載電阻RL開路，測(cè)得Uo1=1.298v則放大電路無級(jí)間反饋時(shí)的輸出電阻為1.992kohm2.將k合上，引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋。（1加上正弦輸入電壓，游虛擬示波器看到，同樣的輸入電壓之下，輸出電壓的幅度明顯下降，但波形更好，由虛擬儀表測(cè)得，當(dāng)ui=4.996mv時(shí)，uo=50.066mv，則引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋后，電壓放大倍數(shù)為。Auf=10.015則說明引入負(fù)反饋后放大倍數(shù)減小了 （2）由虛擬儀表測(cè)得，當(dāng)Ui=4.999mv時(shí)，Ii=3.014uA則Rif=1.659kohm可見，引入電壓串聯(lián)反饋后輸入電阻高了，但與無級(jí)間反饋時(shí)的Ri相比，提高不少。引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋只是提高了反饋環(huán)路內(nèi)的輸入電阻Rif，而Rb11和Rb12不在反饋環(huán)路內(nèi)，不受影響，因此總的輸入電阻提高不多。（3） 將負(fù)載電阻RL開路，測(cè)得Uo=51.793mv則Rof=68.989kohm可見，引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋后，輸出電阻降低了。（3）訪真結(jié)果 電壓串聯(lián)負(fù)反饋（K打開） 未引入級(jí)間反饋 電壓串聯(lián)負(fù)反饋（K合上） 四.仿真總結(jié)和體會(huì) 通過這次的模電課設(shè)，讓我熟練掌握了應(yīng)用multisim