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1、电子工业出版社 Multisim 10 电路仿真技术应用 主编 赵永杰 王国玉Multisim 10 电路仿真电路仿真综合应用电路综合应用电路项目十一项目十一 综合应用电路综合应用电路 任务一任务一 智力抢答器设计与仿真智力抢答器设计与仿真任务二任务二 篮球篮球2424秒倒计时器秒倒计时器任务三任务三 函数波形发生器函数波形发生器任务四任务四 监测报警系统监测报警系统Multisim 10 电路仿真电路仿真综合应用电路综合应用电路项目学习目标项目学习目标学学 习习 目目 标标学学习习方式方式学学时时技能技能目目标标 掌握智力抢答器设计与仿真；掌握篮球24秒倒计时器设计与仿真；掌握函数波形发生器
2、设计与仿真；掌握监测报警系统设计与仿真学生上机操作，教师指导、答疑4课时Multisim 10 电路仿真电路仿真综合应用电路综合应用电路1功能要求功能要求任务一任务一 智力抢答器设计与仿真智力抢答器设计与仿真 （1）本例中的抢答器最多可供）本例中的抢答器最多可供4名参赛选手使用，编号为名参赛选手使用，编号为14号，每人分别用一个按键开关（号，每人分别用一个按键开关（J1J4）控制，并设置一个系统）控制，并设置一个系统清零和抢答控制开关清零和抢答控制开关J5，由主持人控制。，由主持人控制。（2）抢抢答答器器具具有有数数据据锁锁存存功功能能，并并将将锁锁存存数数据据用用发发光光二二极极管管和数码管
3、显示出来。和数码管显示出来。（3）抢答先后的分辨率为）抢答先后的分辨率为1ms。（4）清零开关被按下时，抢答电路清零，松开后后则允许抢答。）清零开关被按下时，抢答电路清零，松开后后则允许抢答。（5）有有抢抢答答信信号号输输入入时时，数数码码管管显显示示出出相相对对应应的的号号码码，此此时时再再按按其其它它任任何何一一个个按按键键开开关关，指指示示灯灯依依旧旧保保持持第第一一个个开开关关按按下下时时所所对应的号码不变。对应的号码不变。Multisim 10 电路仿真电路仿真综合应用电路综合应用电路2.2.电路创建电路创建 4路抢答器如图11-1所。该电路由四D触发器、十进制计数器和门电路等组成。
4、J1J4为抢答人按键，J5为主持人复位按键。图11-1 4路抢答器Multisim 10 电路仿真电路仿真综合应用电路综合应用电路3 3仿真分析仿真分析当无人抢答时，J1J4均未被按下，1D4D均为低电平，在时钟脉冲作用下，1Q4Q均为低电平，指示灯都不亮，数码管显示为0。当有人抢答时，如J4被按下，4D输入端为高电平，在时钟钟脉冲作用下，4Q变为高电平，对应的指示灯X4发光，同时，数码管显示为4。此时4Q端输出为低电平，经74LS21D四输入与门后输出为0，经与非门74LS00D后输出为1，将脉冲信号封锁，74LS175D的CLK端不再有脉冲信号，所以其输出不再变化，其它抢答者再按下按键开关
5、不会起作用。Multisim 10 电路仿真电路仿真综合应用电路综合应用电路1功能要求功能要求任务二任务二 篮球篮球2424秒倒计时器秒倒计时器 （1）能完成）能完成24秒倒计时功能。秒倒计时功能。（2）完完成成计计数数器器的的复复位位、启启动动计计数数、暂暂停停继续计数、声光报警等功能。继续计数、声光报警等功能。Multisim 10 电路仿真电路仿真综合应用电路综合应用电路2电路创建电路创建 （1）秒脉冲信号发生器）秒脉冲信号发生器 （2）计数器）计数器 （3）译码和显示电路）译码和显示电路 （4）控制电路）控制电路 （5）报警电路）报警电路Multisim 10 电路仿真电路仿真综合应用
6、电路综合应用电路图11-2 24秒倒计时电路Multisim 10 电路仿真电路仿真综合应用电路综合应用电路3 3仿真分析仿真分析与非门U4A、U4B组成RS触发器，实现计数器的复位、计数和保持“24”，以及报警的功能。开关J1，启动开关。J1处于高电平时，当计数器递减计数到零时，控制电路报警，计数器保持“24”状态不变，处于等待状态；当J1处于低电平时，计数器开始计数。开关J2，手动复位开关。当开关J2接低电平，不管计数器工作于什么状态，计数器立即复位到预置数值，即“24”；当开关J2接高电平时，计数器从24开始计数。开关J3，暂停开关。当J3接低电平时，处于暂停状态，计数器暂停计数，显示器
7、保持不变；当J3接高电平时，处于连续状态，计数器继续累计计数。Multisim 10 电路仿真电路仿真综合应用电路综合应用电路1功能要求功能要求任务三任务三 函数波形发生器函数波形发生器 （1）能产生方波和三角波。）能产生方波和三角波。（2）电电路路的的频频率率范范围围在在1Hz10Hz、10Hz10Hz、100Hz1kHz内可调。内可调。Multisim 10 电路仿真电路仿真综合应用电路综合应用电路2.2.电路创建电路创建电路由比较器和积分器组成，如图11-3所示。K1是频率范围选择开关，改变开关K和C1、C2、C3的连接位置可改变三角波、方波的输出频率。图11-3 函数波形发生器Mult
8、isim 10 电路仿真电路仿真综合应用电路综合应用电路3 3仿真分析仿真分析对于方波和三角波的频率有当1Hzf10Hz时，取C=10F，R4+RRP2=7.57.5k,R4=5.1k，RRP2=100k。当10Hzf100Hz时，取C=1F。当100Hzf1kHz时，取C=0.1F。Multisim 10 电路仿真电路仿真综合应用电路综合应用电路1功能要求功能要求任务四任务四 监测报警系统监测报警系统 （1）能对火灾发出报警）能对火灾发出报警 （2）报警信号为声音和发光二极管发光）报警信号为声音和发光二极管发光 Multisim 10 电路仿真电路仿真综合应用电路综合应用电路2.2.电路创建
9、电路创建实际的监测报警系统可以由传感器、信号预处理电路和计算机等组成。图11-4是一个简单的监测报警系统。R11、R12、R13和R14组成的电桥用于仿真传感器。U1是差分放大电路，U2是电压比较器。图11-4 监测报警系统Multisim 10 电路仿真电路仿真综合应用电路综合应用电路3 3仿真分析仿真分析正常情况下，电桥平衡，输出为零。当环境参数突变（火灾是温度突然升高）时，传感器的输出电压发生了明显变化，用可调电阻进行模拟。此时，电桥平衡被打破，输出不为零，经第一级差分电路放大后送入第二级单限同相电压比较器，其参考电压为R6和R7对12V电源的分压。最后，比较器的输出经声光报警电路驱动，使发光二极管发光，蜂鸣器鸣响，产生声音和发光报警信号。