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[導(dǎo)讀] 摘 要:介紹用M ultisim 仿真軟件分析數(shù)據(jù)選擇器工作過程的方法, 即用Multisim 仿真軟件中的字組產(chǎn)生器產(chǎn)生數(shù)據(jù)選擇器的各個(gè)數(shù)據(jù)輸入信號, 字組產(chǎn)生器的字組內(nèi)容反映數(shù)據(jù)選擇器不同數(shù)據(jù)輸入端的輸入情況, 用

     摘 要:介紹用M ultisim 仿真軟件分析數(shù)據(jù)選擇器工作過程的方法, 即用Multisim 仿真軟件中的字組產(chǎn)生器產(chǎn)生數(shù)據(jù)選擇器的各個(gè)數(shù)據(jù)輸入信號, 字組產(chǎn)生器的字組內(nèi)容反映數(shù)據(jù)選擇器不同數(shù)據(jù)輸入端的輸入情況, 用Multisim 中邏輯分析儀多蹤同步顯示數(shù)據(jù)選擇器的各個(gè)數(shù)據(jù)輸入信號及輸出信號波形, 可直觀描述數(shù)據(jù)選擇器的數(shù)據(jù)選擇的工作過程。所述方法的創(chuàng)新點(diǎn)是解決了數(shù)據(jù)選擇器的工作波形無法用電子實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行分析驗(yàn)證的問題。

  0  引 言

  數(shù)據(jù)選擇器是具有數(shù)據(jù)選擇功能的組合邏輯器件 , 當(dāng)在選擇控制端加上選擇變量時(shí), 可從多個(gè)數(shù)據(jù)輸入變量中選擇一個(gè)為輸出函數(shù)。

  常規(guī)的硬件實(shí)驗(yàn)測試數(shù)據(jù)選擇器邏輯功能的方法是, 將數(shù)據(jù)選擇器的控制端、輸入端分別接邏輯電平開關(guān), 改變邏輯電平開關(guān)為邏輯1、邏輯0 觀測輸出函數(shù)的邏輯狀態(tài)。存在的問題是, 數(shù)據(jù)選擇關(guān)系不直觀。

  用Mult isim 仿真軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)選擇器工作過程波形仿真分析, 用虛擬儀器中的字組產(chǎn)生器做實(shí)驗(yàn)中的信號源產(chǎn)生所需的各個(gè)數(shù)據(jù)輸入變量信號, 用邏輯分析儀顯示輸入變量信號、輸出函數(shù)信號波形, 可直觀描述數(shù)據(jù)選擇器的工作過程及數(shù)據(jù)選擇關(guān)系。

  1  數(shù)據(jù)選擇器工作過程Multisim仿真實(shí)驗(yàn)方法

  ( 1) 創(chuàng)建電路

  確定字組產(chǎn)生器產(chǎn)生數(shù)據(jù)選擇器所需的各個(gè)數(shù)據(jù)輸入變量信號、邏輯分析儀所顯示的輸入變量及輸出函數(shù)信號, 將數(shù)據(jù)選擇器的數(shù)據(jù)輸入端接字組產(chǎn)生器、選擇控制端接雙擲開關(guān), 數(shù)據(jù)選擇器的數(shù)據(jù)輸入端及輸出端接邏輯分析儀。

  數(shù)據(jù)選擇器從Mult isim 的TT L 數(shù)字IC 庫中找出, 雙擲開關(guān)從基本元件庫中找出, 字組產(chǎn)生器、邏輯分析儀從虛擬儀器庫中找出。

  ( 2) 設(shè)置字組產(chǎn)生器

  確定反映數(shù)據(jù)選擇器不同數(shù)據(jù)輸入端輸入情況的字組產(chǎn)生器各個(gè)字的內(nèi)容及地址; 在字組產(chǎn)生器中輸入字組末地址、依次輸入各字組數(shù)據(jù), 進(jìn)行字組信號的設(shè)置。

  ( 3) 仿真運(yùn)行分析

  進(jìn)行實(shí)驗(yàn)仿真, 分析仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

  2  數(shù)據(jù)選擇器工作過程Multisim 仿真實(shí)驗(yàn)舉例

  以雙4 選1 數(shù)據(jù)選擇器74LS153 做為仿真實(shí)驗(yàn)器件, 使用其中的1 個(gè)選擇器。

  式中: A1 , A0 為選擇控制變量; D0 ~ D3 為數(shù)據(jù)輸入變量; Y 為輸出函數(shù)。由式( 1) 得出表1 所示的功能表。



  2. 1  仿真實(shí)驗(yàn)電路創(chuàng)建

  構(gòu)建仿真實(shí)驗(yàn)電路如圖1 所示。

  字組產(chǎn)生器產(chǎn)生數(shù)據(jù)選擇器的D0 ~ D3 數(shù)據(jù)輸入變量, 邏輯分析儀顯示數(shù)據(jù)選擇器的D0 ~ D3 數(shù)據(jù)輸入變量信號及Y 輸出函數(shù)信號的波形, 數(shù)據(jù)選擇器的選擇控制端A1 , A0 的輸入狀態(tài)由開關(guān)控制。



圖1 數(shù)據(jù)選擇器仿真實(shí)驗(yàn)電路。

  2. 2  字組產(chǎn)生器輸出字組的設(shè)計(jì)

  字組內(nèi)容反映數(shù)據(jù)選擇器不同數(shù)據(jù)輸入端的輸入情況, 輸入波形設(shè)計(jì)、字組內(nèi)容及地址如圖2 所示。



圖2  數(shù)據(jù)選擇器輸入波形設(shè)計(jì)、字組數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)地址。

  在字組產(chǎn)生器的Address 區(qū)塊的Final 字段輸入字組數(shù)據(jù)的末地址0010, 在Edit 區(qū)塊以16 進(jìn)制( Hex字段) 依次輸入各字?jǐn)?shù)據(jù)0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B,C, D, E, F, 0, 完成所有字信號的設(shè)置。

  2. 3  仿真運(yùn)行分析

  邏輯分析儀顯示的波形如圖3~ 圖6 所示。

  圖3~ 圖6 中,  7 為D0 數(shù)據(jù)輸入變量的波形;  8為D1 數(shù)據(jù)輸入變量的波形;  9 為D2 數(shù)據(jù)輸入變量的波形;  10 為D3 數(shù)據(jù)輸入變量的波形;  1 為Y 輸出函數(shù)的波形。

  由圖3 可知, A 1A 0 = 00 時(shí), Y 輸出函數(shù)的波形和D 0 輸入變量的波形相同, 實(shí)現(xiàn)選擇D0 作輸出。

  由圖4 可知, A 1A 0 = 01 時(shí), Y 輸出函數(shù)的波形和D 1 輸入變量的波形相同, 實(shí)現(xiàn)選擇D1 作輸出。



圖3  A1 A0 = 00 時(shí)的仿真實(shí)驗(yàn)波形。



圖4  A1 A0 = 01 時(shí)的仿真實(shí)驗(yàn)波形。

  由圖5 可知, A1 A0 = 10 時(shí), Y 輸出函數(shù)的波形和D 2 輸入變量的波形相同, 實(shí)現(xiàn)選擇D2 作輸出。



圖5  A1 A0 = 10 時(shí)的仿真實(shí)驗(yàn)波形。

  由圖6 可知, A1 A0 = 11 時(shí), Y 輸出函數(shù)的波形和D 7 輸入變量的波形相同, 實(shí)現(xiàn)選擇D3 作輸出。



圖6  A1 A0 = 11 時(shí)的仿真實(shí)驗(yàn)波形。

  3  結(jié) 語

  由于受實(shí)驗(yàn)儀器的限制無法對數(shù)據(jù)選擇器工作波形進(jìn)行硬件實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證, 主要是現(xiàn)有的信號發(fā)生器不能產(chǎn)生多路同步信號, 現(xiàn)有的示波器多為雙蹤示波器無法同時(shí)觀測多路波形, 用Mult isim 軟件仿真解決了這一問題。該方法具有實(shí)際應(yīng)用意義。

 

 

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