六十进制计数器的仿真与设计.docVIP

六十进制计数器的仿真与设计 1.课程设计的目的 训练学生综合运用学过的protel DXP软件的基础知识，在教师指导下完成查找资料，选择、论证方案，设计电路，安装调试，分析结果，撰写报告等工作。巩固和加深在《EDA技术及应用》课程中所学的理论知识和实验技能Protel DXP制图软件也有进一步的了解与掌握，并且深刻体会到它在仿真中的重要用途。DXP对电子电路仿真的目的是电子电路原理图设计和仿真设计与PCB印制技术联系起来，经过电子电路仿真后，马上可以制作PCB图或自动生成PCB图。它在前版本的基础上增加了许多新的功能。新的可定制设计环境功能包括双显示器支持，可固定、浮动以及弹出面板，强大的过滤和对象定位功能及增强的用户界面等。．设计方案论证3Q2Q1Q0=0101（5），第二片计成Q3Q2Q1Q0=1001（9），与非门的输出使两片74160的LD’同时为低电平。当下一个（第六十个）计数输入脉冲到达时，两个74160同时被置零，返回起始状态。这样就得到了六十进制计数器。 通过查阅资料对不同的设计方案进行比较论证，由于Multisim7电路仿真软件采用交互式界面，比较直观，操作简便，具有丰富的元器件库和品种繁多的虚拟仪器以及强大的分析功能等特点，因而，采用Multisim7电路仿真软件进行设计电路并仿真 在Multisim7环境中，把两个74160以级联的形式用置数法构建成六十进制计数器。并运行仿真，观测其结果。 2.2原理论证 流程图如下： 明确设计目的 → 确定Multisim7仿真软件 → 设计论证方案 → 运用protel DXP软件绘制电路原理图 → 选定所需元器件 →设计单元电路 →设计仿真原理图 →设置 Multisim7仿真环境→ 进行仿真运行 →仿真后输出文件→ 记录实验结果→分析仿真结果 图1流程图 2.3单元电路设计 2.3.1单元电路结构 2.3.1.1同步十进制计数器 74LS160逻辑框图如图2所示。 图2同步十进制计数器 74LS160 各引出端功能为：RCO为进位输出端；QD—QA为计数器的输入端；D C B A为计数器的并行输入端；CLK为时钟脉冲输入端；ENF、ENT为计数器的控制端，均为高电平时为计数状态，否则为保持状态；~LOAD为同步并行置数允许端（低电平有效）；~CLR为异步清零端（低电平有效）。 其逻辑功能如表一所示。表中×表示任意状态，0表示低电平，1表示高电平，↑表示时钟脉冲的上升沿。 2.3.1.2 74LS160D十进制计数器 74LS160 是一个具有异步清零、同步置数、可以保持状态不变的十进制上升沿计数器 CP Rd LD EP ET 工作状态 X 0 X X 置零 ↑ 1 0 X X 预置数 X 1 1 0 1 保持 X 1 1 X 0 保持 ↑ 1 1 1 1 计数 2.3.1.3与非门7420N逻辑框图如图： 图3与非门7420N逻辑框图 原理说明： 与非门逻辑关系：Y=(ABCD)’ 2.3.1.4非门74LS04D逻辑框图如图： 图4非门74LS04D逻辑框图 原理说明： 非门逻辑关系：Y=(A)’ 2.3.1.5提供、用于计数的发光二极管如图5所示高电平的电压源如图6所示时钟脉冲源如图7所示及译码显示器如图8所示 图5用于计数的发光二极管 图6提供高电平的电压源 图7时钟脉冲源如所示 图8数码显示器 2.2选定器件列表如表2所示。 表2 选定元器件列表 元件标号 说明 74LS160D 同步十进制计数器 7420N 与非门 74LS04D 非门 VCC 电压源 X1 发光二极管 V1 时钟脉冲源 DCD_HEX 数码显示器 2.3应用protel DXP软件的原理框图如图所示 图9 protel DXP软件的原理框图 通过protel DXP绘制的60进制计数器原理图由两个数码显示管、两个芯片以及插线组成，将会实现60进制计数器的显示完成。所完成的数字将会在数码显示管上面显示出来。 2.4六十进制计数器仿真原理图 六十进制计数器仿真原理图如图9所示。 图10 60进制计数器仿真原理图 六十进制计数器主要测试点: 观察数码显示器，计数状态从0～59，再从0开始计数，并有译码显示并产生进位输出。 2.5 测试方案 2．5.1所需元件及其用途 采用76LS160同步十进制计数器两片级联的形式构成一百进制计数器，再用置数的方法将其改接为六十进制计数器。与非门与所需输出端相接并将其另一端接回到两计数器的置数端。计数器从全零开始计数，则计入59 个脉冲以后，第一片计成Q3Q2Q1Q0=0101（5）第二片计成Q3Q2Q1Q0=100（9）