实验2：Multisim抢答器电路仿真.ppt

数字电路与逻辑设计数字电路与逻辑设计课程实验课程实验（2 2）（1 1）掌握数字逻辑实验板等常用仪器的基本原理、功）掌握数字逻辑实验板等常用仪器的基本原理、功能及其使用方法。能及其使用方法。（2 2）了解常用数字集成电路的主要参数及逻辑功能。）了解常用数字集成电路的主要参数及逻辑功能。（3 3）具有使用仪器查找和排除电路故障的能力。）具有使用仪器查找和排除电路故障的能力。（4 4）通过实验，进一步掌握数字电路的综合分析与）通过实验，进一步掌握数字电路的综合分析与设计方法。设计方法。二、实验基本要求二、实验基本要求 （5 5）熟悉）熟悉MultisimMultisim、EDA软件的电路设计、仿真、软件的电路设计、仿真、操作流程。操作流程。2024/5/13 周一周一2实验一：基于实验一：基于Multisim10的简易数字抢的简易数字抢答器电路设计、仿真答器电路设计、仿真赖祖亮赖祖亮 小木虫小木虫1 1熟悉熟悉EDA仿真软件仿真软件Multisim 10的基本的基本 操作方法操作方法2 21.1.实验目的实验目的3 34 4熟悉熟悉MSI组合逻辑电路和组合逻辑电路和触发器触发器的逻辑功能及使的逻辑功能及使用方法用方法掌握掌握MSI组合逻辑器件和时序逻辑器件组成数字组合逻辑器件和时序逻辑器件组成数字小系统的设计和测试方法小系统的设计和测试方法学会使用学会使用Multisim 10设计、仿真和调试数字逻设计、仿真和调试数字逻辑电路辑电路2024/5/13 周一周一3 2.Multisim102.Multisim10软件主界面简介软件主界面简介菜单栏菜单栏仿真开关仿真开关工具栏工具栏元器件栏元器件栏仪器仪表栏仪器仪表栏电路工作区电路工作区状态栏状态栏2024/5/13 周一周一43.3.实验原理实验原理 简易数字抢答器实验电路原理框图如下图所示。它由抢简易数字抢答器实验电路原理框图如下图所示。它由抢答器按键、主持人控制按键、控制电路、编码锁存电路及译答器按键、主持人控制按键、控制电路、编码锁存电路及译码显示电路组成。码显示电路组成。抢答按键用以产生抢答有效信号，抢答有效信号送编码抢答按键用以产生抢答有效信号，抢答有效信号送编码锁存电路进行编码和锁存，再经译码电路译码后由锁存电路进行编码和锁存，再经译码电路译码后由LED数码数码管和指示灯显示抢答成功编号和抢答有效提示信息。管和指示灯显示抢答成功编号和抢答有效提示信息。简易数字抢答器简易数字抢答器原理框图原理框图 简易四路数字抢答器实验电路简易四路数字抢答器实验电路设计要求设计要求:1.抢答器抢答器可可供供4名选手或名选手或4个代表队比赛，分别用个代表队比赛，分别用4个按个按键键开关开关J0J3表示。表示。2.设置一个系统设置一个系统复位复位和抢答和抢答开始开始控制控制开关开关J，由主持人控，由主持人控制制电路复位或抢答开始电路复位或抢答开始。3.抢答器具有锁存与显示功能。选手抢答实行优先锁存，抢答器具有锁存与显示功能。选手抢答实行优先锁存，优先抢答选手的编号被锁存，同时优先抢答选手的编号被锁存，同时LED点亮提示抢答成功。点亮提示抢答成功。4.接通电源后，主持人将开关拨到接通电源后，主持人将开关拨到“复位复位”状态，抢答器处状态，抢答器处于禁止状态，于禁止状态，LED灯灭。主持人将开关拨到灯灭。主持人将开关拨到“开始开始”状态，状态，抢抢答开始。答开始。5.当一名选手抢答成功，电路应同时将其他选手的抢答信当一名选手抢答成功，电路应同时将其他选手的抢答信号屏蔽，使其号屏蔽，使其处于处于无效状态。无效状态。6.抢答器电路由抢答器电路由74序列数字逻辑器件组成，并使用序列数字逻辑器件组成，并使用Multisim10进行设计、仿真。进行设计、仿真。2024/5/13 周一周一6（1）基本）基本RS触发器触发器 基本基本RS 触发器又称为置触发器又称为置0置置1触发器，它由两个与非门触发器，它由两个与非门交叉耦合构成。电路如下图（交叉耦合构成。电路如下图（a）所示。）所示。7（3 3）D触发器触发器74LS74双D触发器引脚排列及逻辑符号 可用作数字信号的寄存、移位寄存、分频和波形发生等。可用作数字信号的寄存、移位寄存、分频和波形发生等。(1)异步置异步置0：当：当 、时，触发器置时，触发器置0，与时钟脉冲，与时钟脉冲 及及 输入信号没有关系。输入信号没有关系。(2)异步置异步置1：当：当 、时，触发器置时，触发器置1，与时钟脉冲，与时钟脉冲 及及 输入信号没有关系。输入信号没有关系。74LS74工作时，不允许工作时，不允许2024/5/13 周一周一874LS20双四输入与非门双四输入与非门2024/5/13 周一周一98线线-3线优先编码器线优先编码器7段数码显示译码器段数码显示译码器四基本四基本RS触发器触发器2024/5/13 周一周一10仿真参考电路仿真参考电路1如下图所示：如下图所示：11仿真参考电路仿真参考电路2如下图所示：如下图所示：2024/5/13 周一周一12 4.实验内容与要求实验内容与要求（1）在在 Multisim 10界面中设计出四人抢答器单元电路，其中界面中设计出四人抢答器单元电路，其中基本基本RS触发器用触发器用74LS74D触发器的异步置位端代替（也可以调用触发器的异步置位端代替（也可以调用74LS279四基本四基本RS触发器）。触发器）。（2）完成抢答器总体设计，并画出总体电路原理框图；）完成抢答器总体设计，并画出总体电路原理框图；（3）使用）使用Multisim 10软件软件，仿真调试整机电路，并记录结果。，仿真调试整机电路，并记录结果。（4）提高部分：用）提高部分：用74LS148(8位优先编码器）、位优先编码器）、74LS279（4基本基本RS触发器）、触发器）、74LS48（7段显示译码器）、数码管和指示灯等设段显示译码器）、数码管和指示灯等设计一个计一个8人抢答器，用数码管显示抢答成功编号并有指示灯点亮提人抢答器，用数码管显示抢答成功编号并有指示灯点亮提示抢答成功。示抢答成功。5.仪器及器件仪器及器件 （1）计算机一台；）计算机一台；（2）Multisim 10仿真软件一套；仿真软件一套；（3）根据电路实现方案不同可分别调用）根据电路实现方案不同可分别调用 74LS74(74)、74LS20、74LS148、74LS279、74LS48及红色及红色指示灯和数码管等器件。指示灯和数码管等器件。2024/5/13 周一周一13 6.实验报告实验报告（1）写出抢答器各单元电路工作原理；写出抢答器各单元电路工作原理；（2）给出整机原理框图和整机电路分析及调试结果；给出整机原理框图和整机电路分析及调试结果；（3）结论和体会。结论和体会。7.思考题思考题（1）抢答器）抢答器控制电路中，基本控制电路中，基本RSRS触发器的作用是什么？触发器的作用是什么？（2）能否）能否实现抢答器控制电路中的倒计时显示，和报警功实现抢答器控制电路中的倒计时显示，和报警功能。能。2024/5/13 周一周一14