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1、中职 Multisim 10 电路仿真技术应用项目五电子课件（高教版）Multisim 10 电路仿真电路仿真数码管显示电路仿真数码管显示电路仿真项目五项目五 数码管显示电路仿真数码管显示电路仿真 任务一任务一 逻辑门电路仿真逻辑门电路仿真任务二任务二 逻辑转换逻辑转换任务三任务三 组合逻辑电路仿真组合逻辑电路仿真任务四任务四 数码管显示电路仿真数码管显示电路仿真知识点一知识点一 逻辑转换仪逻辑转换仪知识点二知识点二 字信号发生器字信号发生器知识点三知识点三 逻辑分析仪逻辑分析仪Multisim 10 电路仿真电路仿真数码管显示电路仿真数码管显示电路仿真项目学习目标项目学习目标学学 习习 目目
2、 标标学学习习方式方式学学时时技能技能目目标标 掌握逻辑门电路的仿真方法；掌握利用逻辑转换仪进行逻辑转换；组合逻辑电路的仿真方法学生上机操作，教师指导、答疑2课时知知识识目目标标 门电路的逻辑功能；组合逻辑电路的逻辑功能；数码管的工作原理及显示电路；逻辑转换仪、逻辑分析仪及字信号发生器的使用 教师讲授2课时Multisim 10 电路仿真电路仿真数码管显示电路仿真数码管显示电路仿真 （1）与逻辑及与门）与逻辑及与门 当决定某一事件的所有条件都具备时，该当决定某一事件的所有条件都具备时，该事件才会发生，这种逻辑关系称为与逻辑关系。事件才会发生，这种逻辑关系称为与逻辑关系。与逻辑可以用逻辑表达式与
3、逻辑可以用逻辑表达式Y=AB表示。表示。图5-1 与门真值表和符号任务一任务一 变压器仿真变压器仿真 1 1、门电路、门电路Multisim 10 电路仿真电路仿真数码管显示电路仿真数码管显示电路仿真 （2）或逻辑及或门）或逻辑及或门 当决定某一事件的几个条件中，只要有一当决定某一事件的几个条件中，只要有一个或者几个条件具备，该事件就会发生，这种个或者几个条件具备，该事件就会发生，这种逻辑关系称或逻辑关系。或逻辑可以用逻辑表逻辑关系称或逻辑关系。或逻辑可以用逻辑表达式达式Y=AB表示。表示。图5-2 或门真值表和符号Multisim 10 电路仿真电路仿真数码管显示电路仿真数码管显示电路仿真
4、（3）非逻辑及非门）非逻辑及非门 （4）复合逻辑门）复合逻辑门 非非逻辑逻辑是是逻辑逻辑的否定，当决定某一事件的条件不成立的否定，当决定某一事件的条件不成立时时，与其相关的事件却会，与其相关的事件却会发发生，生，这这种种逻辑逻辑关系称非关系称非逻辑逻辑关关系。非系。非逻辑逻辑可以用可以用逻辑逻辑表达式表达式Y=表示。表示。图5-3 非门真值表和符号 由与由与门门、或、或门门和非和非门门可以可以组组合成其它合成其它逻辑门逻辑门，把与，把与门门、或或门门和非和非门组门组成的成的逻辑门逻辑门叫复合叫复合门门，常用的复合，常用的复合门门有与非有与非门门、或非、或非门门、异或、异或门门、与或非、与或非门
5、门等。等。Multisim 10 电路仿真电路仿真数码管显示电路仿真数码管显示电路仿真2 2、仿真实验与分析、仿真实验与分析图2-3 变压器实验电路Multisim 10 电路仿真电路仿真数码管显示电路仿真数码管显示电路仿真(1)在电路窗口中，单击元器件工具栏图标，在弹出的【选择元件】对话框中，【系列】选择POWER_SOURCE，【元件】栏选择VCC（5V）和GROUND，如图5-4所示，单击右侧的【确定】按钮，放置5V电源和地图图5-4 放置放置VCC和地和地 2 2、仿真实验与分析、仿真实验与分析 （1）测试与门的逻辑功能）测试与门的逻辑功能 表5-1 与门逻辑功能测试的步骤Multis
6、im 10 电路仿真电路仿真数码管显示电路仿真数码管显示电路仿真(2)单击元器件工具栏图标，在弹出的【选择元件】对话框中，【系列】选择SWITCH（开关），【元件】栏选择SPDT（单刀双掷），如图5-5所示，单击右侧的【确定】按钮，放置两个单刀双掷开关 图图5-5 放置单刀双掷开关放置单刀双掷开关(3)在电路窗口中双击单刀双掷开关，弹出【开关】属性对话框，在Key for Switch中分别设置开关的控制键为A和B，如图5-6所示 图图5-6 设置开关的控制键设置开关的控制键Multisim 10 电路仿真电路仿真数码管显示电路仿真数码管显示电路仿真(4)单击元器件工具栏图标，在弹出的【选择元
7、件】对话框中，【系列】选择74LS，【元件】栏选择74LS08D，如图5-7所示，单击右侧的【确定】按钮，选择与门 图图5-7 选择与门选择与门 Multisim 10 电路仿真电路仿真数码管显示电路仿真数码管显示电路仿真(5)单击元器件工具栏图标，在弹出的【选择元件】对话框中，【系列】选择PROBE（探针），【元件】栏选择PROBE，如图5-8所示，单击右侧的【确定】按钮，选择探针图图5-8 选择探针选择探针 Multisim 10 电路仿真电路仿真数码管显示电路仿真数码管显示电路仿真(6)按图5-9所示电路连线，执行菜单命令【放置】【文本】，在电路中放置A、B和F文本 图图5-9 与门测试
8、电路与门测试电路 (7)单击仿真开关，或执行菜单命令【仿真】【运行】，开始仿真实验。分别按下键盘上的A和B，控制两个开关的状态，记下探针的状态，与门逻辑功能的测试结果如图5-10所示 图图5-10 与门测试结果与门测试结果 Multisim 10 电路仿真电路仿真数码管显示电路仿真数码管显示电路仿真 （2）测试或门的逻辑功能）测试或门的逻辑功能图5-15 或门测试电路与结果Multisim 10 电路仿真电路仿真数码管显示电路仿真数码管显示电路仿真 （3）测试非门的逻辑功能）测试非门的逻辑功能图5-13 非门测试电路与结果Multisim 10 电路仿真电路仿真数码管显示电路仿真数码管显示电路
9、仿真 （4）测试与非门的逻辑功能）测试与非门的逻辑功能图5-15 与非门测试电路与结果Multisim 10 电路仿真电路仿真数码管显示电路仿真数码管显示电路仿真1逻辑转换逻辑转换 图图5-17是用门电路组成的一个电路，输入信号分别用逻辑变量是用门电路组成的一个电路，输入信号分别用逻辑变量A和和B表示，输出信号用逻辑函数表示，输出信号用逻辑函数F表示，根据电路的连接关系，可以写出输表示，根据电路的连接关系，可以写出输出与输入的逻辑关系：出与输入的逻辑关系：FBA，这个式子称为逻辑函数表达式。在，这个式子称为逻辑函数表达式。在逻辑函数表达式中，在各种输入组合情况下，求出逻辑函数的取值，逻辑函数表
10、达式中，在各种输入组合情况下，求出逻辑函数的取值，可以得到如图可以得到如图5-18所示的一个表格，这个表格称为真值表。所示的一个表格，这个表格称为真值表。任务二任务二 逻辑转换逻辑转换 图5-17 逻辑电路图图5-18 真值表 逻辑电路图、逻辑函数表达式和真值表是常用的逻辑函数表示方法，逻辑电路图、逻辑函数表达式和真值表是常用的逻辑函数表示方法，知道其中一个可以写出其它的表示方法，在知道其中一个可以写出其它的表示方法，在Multisim中利用逻辑转换仪中利用逻辑转换仪虚拟仪器可以方便地在这几种逻辑函数表示形式中进行转换。虚拟仪器可以方便地在这几种逻辑函数表示形式中进行转换。Multisim 1
11、0 电路仿真电路仿真数码管显示电路仿真数码管显示电路仿真(1)在电路窗口中，放置逻辑转换仪，如图5-19所示 图图5-19 放置逻辑转换仪放置逻辑转换仪(2)双击逻辑转换仪，进入逻辑转换仪的面板，选择A、B、C，作为三个输入变量，如图5-20所示 图图5-20 选择输入变量选择输入变量 2 2、仿真实验与分析、仿真实验与分析建立真值表的步骤建立真值表的步骤（1）建立真值表）建立真值表 Multisim 10 电路仿真电路仿真数码管显示电路仿真数码管显示电路仿真(3)单击逻辑转换仪真值表区的“？”，可以在0、1和三种选项之间进行切换。根据三人表决电路的功能，建立真值表，如图5-21所示 图图5-
12、21 建立真值表建立真值表建立真值表的步骤建立真值表的步骤Multisim 10 电路仿真电路仿真数码管显示电路仿真数码管显示电路仿真(1)单击逻辑转换仪转换功能区的，可以得到逻辑函数表达式，如图5-22所示。此表达式是最小项相加的形式 图图5-22 转换为逻辑函数表达式转换为逻辑函数表达式真值表到逻辑函数表达式的转换步骤真值表到逻辑函数表达式的转换步骤（2）真值表到逻辑函数表达式的转换）真值表到逻辑函数表达式的转换 Multisim 10 电路仿真电路仿真数码管显示电路仿真数码管显示电路仿真(2)单击逻辑转换仪转换功能区的，可以将逻辑函数表达式化简得到最简逻辑函数表达式，如图5-23所示 图
13、图5-23 化简得到的最简逻辑函数表达式化简得到的最简逻辑函数表达式真值表到逻辑函数表达式的转换步骤真值表到逻辑函数表达式的转换步骤（2）真值表到逻辑函数表达式的转换）真值表到逻辑函数表达式的转换 Multisim 10 电路仿真电路仿真数码管显示电路仿真数码管显示电路仿真(1)单击逻辑转换仪转换功能区的，可以得到三人表决电路，如图5-24所示 图图5-24 转换得到的三人表决电路转换得到的三人表决电路(2)单击逻辑转换仪转换功能区的，可以得到用与非门构成的三人表决电路，如图5-25所示 图图5-25 用与非门构成的三人表决电路用与非门构成的三人表决电路真值表到逻辑函数表达式的转换步骤真值表到
14、逻辑函数表达式的转换步骤（3）逻辑函数表达式到逻辑电路的转换）逻辑函数表达式到逻辑电路的转换 Multisim 10 电路仿真电路仿真数码管显示电路仿真数码管显示电路仿真 （4）三人表决电路的功能测试）三人表决电路的功能测试 图5-26 三人表决电路的功能测试Multisim 10 电路仿真电路仿真数码管显示电路仿真数码管显示电路仿真1组合逻辑电路组合逻辑电路 加法运算是运算电路的核心，能实现二进制加法运算的逻辑电路称为加法运算是运算电路的核心，能实现二进制加法运算的逻辑电路称为加法器。两个一位二进制数相加，若不考虑低位来的进位，只考虑两个加加法器。两个一位二进制数相加，若不考虑低位来的进位，
15、只考虑两个加数本身，称为半加，实现半加运算的电路叫半加器。若不仅考虑两个加数数本身，称为半加，实现半加运算的电路叫半加器。若不仅考虑两个加数本身，还考虑低位来的进位，则称为全加，实现全加运算的电路叫全加器。本身，还考虑低位来的进位，则称为全加，实现全加运算的电路叫全加器。任务三任务三 组合逻辑电路仿真组合逻辑电路仿真 全加器的真值表（1）加法器）加法器 Multisim 10 电路仿真电路仿真数码管显示电路仿真数码管显示电路仿真图5-27 全加器逻辑电路图5-28 全加器逻辑符号 常用的全加器集成电路的型号是：74LS183一位全加器，74LS283 四位二进制超前进位全加器。Multisim
16、 10 电路仿真电路仿真数码管显示电路仿真数码管显示电路仿真 把二进制代码按一定规律编排，使每组代码具有特定含义称为编码，把二进制代码按一定规律编排，使每组代码具有特定含义称为编码，实现编码逻辑功能的电路称为编码器。编码器有若干个输入，但在某一时实现编码逻辑功能的电路称为编码器。编码器有若干个输入，但在某一时刻只有一个输入信号被转换为二进制代码。当几个输入端同时出现有效信刻只有一个输入信号被转换为二进制代码。当几个输入端同时出现有效信号时，输出端给出其中优先权较高的那个输入信号所对应的代码，这种编号时，输出端给出其中优先权较高的那个输入信号所对应的代码，这种编码器称为优先编码器。码器称为优先编
17、码器。8线-3线编码器的真值表（2）编码器）编码器 Multisim 10 电路仿真电路仿真数码管显示电路仿真数码管显示电路仿真 译码是编码的逆过程。译码是将含有特定含义的二进制代码变换为相译码是编码的逆过程。译码是将含有特定含义的二进制代码变换为相应的输出控制信号或者另一种形式的代码，实现译码逻辑功能的电路称为应的输出控制信号或者另一种形式的代码，实现译码逻辑功能的电路称为译码器。译码器。译码器种类比较多，能完成二进制代码转换的译码器称为二进制译码译码器种类比较多，能完成二进制代码转换的译码器称为二进制译码器。常用的集成二进制译码器有双器。常用的集成二进制译码器有双2线线-4线译码器、线译码
18、器、3线线-8线译码器、线译码器、4线线-16线译码器等。线译码器等。3线-8线译码器的真值表（3）译码器）译码器 Multisim 10 电路仿真电路仿真数码管显示电路仿真数码管显示电路仿真2 2、仿真实验与分析、仿真实验与分析图5-31 全加器逻辑功能测试电路（1）全加器逻辑功能测试）全加器逻辑功能测试 Multisim 10 电路仿真电路仿真数码管显示电路仿真数码管显示电路仿真图5-33 编码器逻辑功能测试电路（2）编码器逻辑功能测试）编码器逻辑功能测试 Multisim 10 电路仿真电路仿真数码管显示电路仿真数码管显示电路仿真图5-34 译码器构成数据分配器电路图（3）由译码器构成数
19、据分配器）由译码器构成数据分配器 Multisim 10 电路仿真电路仿真数码管显示电路仿真数码管显示电路仿真1LED数码管显示器数码管显示器任务四任务四 数码管显示电路仿真数码管显示电路仿真（1）数码管结构（2）输出电阻数码管工作原理七段LED显示器由7个长条形的发光管排列成“日”字形，八段LED显示器在七段LED显示器基础上，在显示器的右下角增加一个圆点形的发光管作为显示小数点用，如图5-35所示。LED显示器有两种不同的形式：一种是8个发光二极管的阳极都连在一起的，称之为共阳极LED显示器；另一种是8个发光二极管的阴极都连在一起的，称之为共阴极LED显示器，如图5-36所示。Multis
20、im 10 电路仿真电路仿真数码管显示电路仿真数码管显示电路仿真（3）数码管字形编码数码管字形编码表Multisim 10 电路仿真电路仿真数码管显示电路仿真数码管显示电路仿真 要显示一个数字（要显示一个数字（BCD码）需要与它对应的字形码，完成这两种代码）需要与它对应的字形码，完成这两种代码转换的器件，称为显示译码器。码转换的器件，称为显示译码器。74LS48是共阴极七段译码器，是共阴极七段译码器，74LS47是共阳极七段译码器。是共阳极七段译码器。74LS48显示译码器功能表 2显示译码器显示译码器Multisim 10 电路仿真电路仿真数码管显示电路仿真数码管显示电路仿真图5-37 逻辑
21、分析仪测试74LS48 3管显示电路仿真实验与分析管显示电路仿真实验与分析 Multisim 10 电路仿真电路仿真数码管显示电路仿真数码管显示电路仿真1连接连接 知识点一知识点一 逻辑转换仪逻辑转换仪 图5-38 逻辑转换仪的图标、符号图和面板Multisim 10 电路仿真电路仿真数码管显示电路仿真数码管显示电路仿真2面板操作面板操作 知识点一知识点一 逻辑转换仪逻辑转换仪 （1）AH的的8个输入变量个输入变量 （3）逻辑表达式区）逻辑表达式区 （2）真值表显示区）真值表显示区 （4）转换功能区）转换功能区 逻辑转换仪的面板由逻辑转换仪的面板由4部分组成：部分组成：AH的的8个输入个输入变
22、量、真值表显示区、逻辑表达式区和转换功能区。变量、真值表显示区、逻辑表达式区和转换功能区。Multisim 10 电路仿真电路仿真数码管显示电路仿真数码管显示电路仿真3应用举例应用举例知识点一知识点一 逻辑转换仪逻辑转换仪图5-39 逻辑转换仪的应用Multisim 10 电路仿真电路仿真数码管显示电路仿真数码管显示电路仿真1连接连接 知识点二知识点二 字信号发生器字信号发生器 图5-43 字信号发生器的图标、符号图和面板Multisim 10 电路仿真电路仿真数码管显示电路仿真数码管显示电路仿真2面板操作面板操作 知识点二知识点二 字信号发生器字信号发生器 （1）显示窗口）显示窗口 （3）显
23、示方式选项区）显示方式选项区 （2）控制选项区）控制选项区 （4）触发方式选项区）触发方式选项区 字信号发生器的面板共分字信号发生器的面板共分5个部分：数据显示窗口、个部分：数据显示窗口、控制选项区、显示方式选项区、触发方式选项区和频率控制选项区、显示方式选项区、触发方式选项区和频率选项区。选项区。（5）频率选项区）频率选项区Multisim 10 电路仿真电路仿真数码管显示电路仿真数码管显示电路仿真3应用举例应用举例知识点二知识点二 字信号发生器字信号发生器 图5-44 字信号发生器的应用Multisim 10 电路仿真电路仿真数码管显示电路仿真数码管显示电路仿真1连接连接 知识点三知识点三
24、 逻辑分析仪逻辑分析仪 图5-45 逻辑分析仪的图标、符号图和面板Multisim 10 电路仿真电路仿真数码管显示电路仿真数码管显示电路仿真2面板操作面板操作 知识点三知识点三 逻辑分析仪逻辑分析仪 （1）波形显示窗口）波形显示窗口 （3）游标控制区）游标控制区 （2）显示控制选项区）显示控制选项区 （4）时钟设置区）时钟设置区 逻辑分析仪的面板共分逻辑分析仪的面板共分5个部分：波形显示窗口、个部分：波形显示窗口、显示控制选项区、游标控制区、时钟设置区和触发方式显示控制选项区、游标控制区、时钟设置区和触发方式选项区，具体功能及其操作如下。选项区，具体功能及其操作如下。（5）触发方式选项区）触发方式选项区Multisim 10 电路仿真电路仿真数码管显示电路仿真数码管显示电路仿真3应用举例应用举例知识点三知识点三 逻辑分析仪逻辑分析仪图5-50 逻辑分析仪测试74LS48图5-51逻辑分析仪测试74LS48的结果