数字电子 数码显示电路的设计与仿真
数字电路仿真与验证
数字电路仿真与验证数字电路是现代电子技术的基础，广泛应用于计算机、通信和其他电子设备中。
数字电路的设计和验证是确保电路能够按照预期工作的关键步骤。
本文将介绍数字电路仿真与验证的重要性以及常用的方法和工具。
一、数字电路仿真的意义数字电路的设计过程复杂且耗时，因此在将其实际制造之前，必须通过仿真来验证其功能和性能。
数字电路仿真的主要目的是通过计算机模拟电路行为，检查其逻辑功能、时序性能和稳定性。
具体来说，仿真可以帮助设计师发现和解决潜在的问题，减少设计错误和重复制造的风险，提高电路设计的可靠性和效率。
二、数字电路仿真的方法1. 行为级仿真：行为级仿真是通过对数字电路的逻辑功能进行建模和测试。
在这种仿真方法中，电路的输入和输出通过逻辑信号表示，并在仿真器中进行模拟计算。
这种仿真方法可以验证电路是否满足设计要求，并帮助发现逻辑错误。
2. 时序级仿真：时序级仿真是针对时序电路设计的一种仿真方法。
时序电路涉及时钟信号和时序逻辑，需要确保电路正确地响应时钟的上升沿和下降沿。
时序级仿真可以验证时序电路的时序特性，包括信号延迟、时钟抖动和稳定性等。
3. 功能级仿真：功能级仿真可以对整个数字系统进行仿真，包括多个数字电路模块的集成。
通过功能级仿真，可以验证数字系统的整体功能和性能，以及各个模块之间的接口和通信。
三、数字电路仿真工具的选择1. SPICE仿真工具：SPICE（Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis）是一种常用的模拟电路仿真工具，可以用于数字电路的仿真。
它可以帮助设计师验证电路的逻辑和模拟行为，并检查电路的时序特性。
2. HDL仿真工具：HDL（Hardware Description Language）仿真工具是专门用于数字电路设计的仿真工具。
常用的HDL语言包括VHDL （VHSIC Hardware Description Language）和Verilog HDL。
数字电路仿真实训实验报告
课程设计（大作业）报告课程名称：数字电子技术课程设计设计题目：多功能数字时钟的设计、仿真院系：信息技术学院班级：二班设计者：张三学号：79523指导教师：张延设计时间：2011年12月19日至12月23日信息技术学院昆明学院课程设计（大作业）任务书一、设计目的为了熟悉数字电路课程,学习proteus软件的使用，能够熟练用它进行数字电路的仿真设计，以及锻炼我们平时独立思考、善于动手操作的能力，培养应对问题的实战能力，提高实验技能，熟悉复杂数字电路的安装、测试方法，掌握关于多功能数字时钟的工作原理，掌握基本逻辑们电路、译码器、数据分配器、数据选择器、数值比较器、触发器、计数器、锁存器、555定时器等方面已经学过的知识，并能够将这些熟练应用于实际问题中，我认真的动手学习了数字时钟的基本原理，从实际中再次熟悉了关于本学期数字电路课程中学习的知识，更重要的是熟练掌握了关于proteus软件的使用，收获颇多，增强了自己的工程实践能力。
另外，数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。
数字钟从原理上讲是一种典型的数字电路，其中包括了组合逻辑电路和时序电路。
因此，我们此次设计数字钟就是为了了解数字钟的原理，从而学会制作数字钟。
而且通过数字钟的制作进一步的了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及实用方法。
且由于数字钟包括组合逻辑电路和时叙电路。
通过它可以进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法。
二、设计要求和设计指标设计一个数字时钟，具有“秒”、“分”、“时”计时和显示功能。
小时以24小时计时制计时；具有校时功能，能够对“分”、“时”进行调整；能够进行整点报时，报时规则为：在59Min51s后隔秒发出500Hz的低音报时信号，在59min59s时发出1kHz的高音报时信号，声响持续1s。
Proteus数字电路的设计与仿真
Proteus数字电路的设计与仿真
在Proteus中，可以通过图形化界面来设计数字电路。
首先，在工作区中选择Digital模式，然后从元件库中选择所需的数字电路元件，如门电路、时序电路等。
将这些元件拖放到工作区中，然后通过连线连接各个元件，形成完整的数字电路。
可以通过右键点击元件进行属性设置，如输入、输出状态等。
设计完成后，可以进行仿真。
在Proteus中，有两种仿真方式：逻辑仿真和时序仿真。
逻辑仿真可以检查数字电路的逻辑功能是否正确，而时序仿真可以模拟数字电路的时序行为。
通过设置输入信号，可以观察输出信号的变化，并在仿真过程中进行波形图的显示和分析。
在进行仿真之前，需要先设置输入信号的波形，可以手动设置或者通过外部文件导入波形数据。
在仿真过程中，可以随时停止、继续、单步运行，观察信号的变化和仿真结果。
同时，还可以通过添加测试点来监测电路中的特定信号，并通过波形图分析来验证电路设计的正确性。
此外，Proteus还支持调试功能，可以对数字电路进行单步调试，查看元件内部的状态和观察信号的变化，以便找出可能的问题。
总的来说，Proteus可以帮助设计人员进行数字电路的设计与仿真，提高设计的准确性和效率。
数字电子技术仿真软件Multisim电路设计与仿真应用
第12章数字电子技术仿真软件Multisim 2001电路设计与仿真应用12.1 Multisim 2001软件介绍Multisim 2001是加拿大交互图像技术有限公司（IIT公司）推出的最新版本，其前身是EWB5.0（电子工作平台）。
目前我国用户所使用的Multisim2001以教育版为主。
Electronics Workbench 公司推出的以Windows为系统平台的板级仿真工具Multisim，适用于模拟／数字线路板的设计，该工具在一个程序包中汇总了框图输入、Spice仿真、HDL设计输入和仿真、可编程逻辑综合及其他设计能力。
可以协同仿真Spice、Verilog和VHDL，并能把RF设计模块添加到成套工具的一些版本中。
整套Multisim工具包括Personal Multisim、Professional Multisim、Multisim Power Professional等。
这种仿真实验是在计算机上虚拟出一个元器件种类齐备、先进的电子工作台，一方面可以克服实验室各种条件的限制，另一方面又可以针对不同目的（验证、测试、设计、纠错和创新等）进行训练，培养学生分析、应用和创新的能力。
与传统的实验方式相比，采用电子工作台进行电子线路的分析和设计，突出了实验教学以学生为中心的开放模式。
12.1.1 M ultisim 2001软件操作界面启动Multisim 2001软件后，首先进入用户界面如图12-1所示，Multisim 2001的界面基本上模拟了一个电子实验工作平台的环境。
下面分别介绍主操作界面各部分的功能及其操作方法。
图12-1 Multisim 2001的基本界面1. 系统工具条图12-2所示为Multisim 2001的系统工具条，可以看出，其风格与Windows软件是一致的。
系统工具条中各个按钮的名称及功能如下所示。
2.设计工具条Multisim 2001的设计工具条如图12-3所示，它是Multisim的核心工具。
《电子线路EAD仿真技术》课程标准
《电子线路EAD仿真技术》课程标准适用专业：电子技术应用开设时间：第三学期课时数：56一、课程任务与性质根据电子技术应用专业人才培养方案，《电子线路EAD仿真技术》课程任务主要有以下7项。
1. 在电路分析中的应用；2．在电源电路中的应用；3．在集成运放电路中的应用；4．在单片机仿真中的应用；5．在通信电路中的应用；6．在模拟电路中的应用；7．在数字电路中的应用。
电子线路EAD仿真技术是配合《电路分析》、《模拟电子技术》、《数字电子技术》等课程开设的综合创新层次的训练课程，是一门通过软件进行电路分析、设计的软件教学课程，是现代化计算机技术对电工电子实践教学的进一步优化，是对理论教学的深化和补充，课程可以有效地帮助学生提高实践能力，增强实践信心。
同时优化和整合实验室资源。
鉴于目前的设备及我国EAD软件的流通性，本课程以Multisim软件为主体。
二、学习目标（一）专业能力1．培养学生掌握利用计算机进行电子电路设计和分析的能力；2．掌握Multisim电子电路仿真软件的基本功能与使用方法；3．掌握模拟电路、数字电路、高频电路和电力电子电路的基本电路和应用电路的计算机仿真设计和分析的基本方法；4．了解原理图设计过程中应注意的问题和一些特殊元器件的布局、散热、安装等设计时应注意的问题；6．具有建立电子电路应用与设计的整体概念的能力；（二）方法能力1．具有应用软件的自学能力；2．具有电子电路的设计能力；3．具有实际工程的应用能力；4．具有软件设计规范习惯的养成能力。
（三）社会能力1．具有良好的职业道德和敬业精神；2．具有团队意识及妥善处理人际关系的能力；3．具有沟通与交流能力；4．具有计划组织能力和团队协作能力。
三、课程内容四、教学设计说明（一）教学总体思路《电子线路EAD仿真技术》课程分为7个教学模块，教学内容从易到难，由浅入深，由简单到综合，循序渐进。
每个教学模块又分为若干个教学项目，通过教学项目学习相关的知识内容，然后实施任务，理论联系实际。
数电设计实验——数字显示电路
数字电子技术实验——数字显示电路一、设计任务与要求1．数字显示电路操作面板：左侧有16个按键，标号为0到15的数字，面板右侧有2个共阳极7段显示器；2.设计要求：按下小于10的按键后，右侧低位7段显示器显示数字，左侧高位7段显示器显示0；当按下大于9的按键后，右侧低位7段显示器显示个位数字，左侧7段显示十位数字1.若同时按下几个按键，优先级别的顺序是15到0。
二、总体电路设计1．原理框图2. 整体设计电路图3.电路整体分析本次电路大体可分为三部分：开关及编码部分、译码部分和数码管显示部分。
整体思想是由左侧的16个开关控制信号的输入。
信号输入后由编码器编码输出，再进入与非门和加法器进行逻辑运算。
之后进入译码器进行译码，译码输出后的信号输入数码管输出数字。
各部分电路具体的功能实现将在下面讲解。
4. 元件清单按键开关×168—3线优先编码器74LS148×24输入与非门×2四位二进制加法器×1显示译码器74LS47×2共阳极数码管×2导线等若干三、单元电路分析1. 开关及编码部分本部分负责电路的开关信号的输入和编码。
其中，16个按键开关分别对应的0至15的数字。
由于所选用的74LS148编码器是低电平输入，所以我们将开关的初始状态连接高电平，改变状态连接低电平，开关公共端输出到编码器的输入端。
由于我们要输入十六个数字，而一片74LS148只有8个输入端，故而选用两片级联的方式，即：将高位片的级联端EO 与低位片的EI相连。
这样开关信号的15至8依次进入高位片的D7至D0；开关信号的7至0依次进入低位片的D7至D0。
由此实现16个信号的输入并且优先级别顺序是15到0。
2．译码部分本部分的功能是通过与非门和加法器的逻辑运算，把编码器输出信号变成适合译码器的输入信号。
所需完成的变换主要有三：编码器输出的信号是低电平有效，故需要把输出信号变成其反码。
Proteus数字电路的设计与仿真
目录
CONTENTS
• Proteus软件介绍 • 数字电路设计基础 • Proteus中的数字电路设计 • 数字电路仿真实验 • Proteus与其他EDA软件的比较 • Proteus在数字电路设计中的应用实例
01 Proteus软件介绍
软件特点
集成开发环境
Proteus软件提供了一个完整的集 成开发环境，支持数字电路的设 计、仿真和调试。
实时仿真
Proteus支持实时仿真，可以在设 计阶段实时观察电路的行为，提 高了设计效率。
丰富的元件库
Proteus拥有丰富的元件库，包括 各种数字逻辑门、触发器、存储 器等，方便用户进行电路设计。
软件功能
01
原理图设计
在Proteus中设计矩阵键盘和数码管显示电 路的原理图，编写程序实现键盘输入与数码
管显示的对应关系，并进行仿真测试。
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THANKS
嵌入式系统开发
Proteus可以用于嵌入式系统的设计和仿真，支持多种微控制器和 外设。
教学与实验
由于Proteus的易用性和丰富的功能，它也被广泛应用于电子工程和 计算机科学的教学中，作为学生进行实验和实践的优秀工具。
02 数字电路设计基础
数字电路概述
数字电路定义
数字电路是处理离散二进制信号的电路，与模拟 电路处理连续信号不同。
06 Proteus在数字电路设计 中的应用实例
4位二进制计数器设计
要点一
总结词
使用Proteus软件设计一个4位二进制计数器，通过仿真验 证其功能。
要点二
详细描述
首先在Proteus软件中绘制4位二进制计数器的电路原理图 ，然后进行仿真测试，观察计数器的计数过程和输出结果 。
电子电路的模拟和数字设计方法
电子电路的模拟和数字设计方法电子电路是现代电子技术领域中非常重要的一部分，涉及模拟和数字设计两个方面。
模拟电路设计是指根据电路的数学模型，通过选取、设计适当的元器件，以满足电路的功能要求并确保电路的性能稳定可靠。
数字电路设计则是指根据数字信号的处理需求，通过逻辑门和数字元器件以及数字信号处理算法，实现对数字信号的处理、编码和解码等操作。
本文将详细介绍电子电路模拟和数字设计的方法。
模拟电路设计步骤如下：1. 确定电路功能：首先明确设计电路的功能需求，例如放大、滤波、比较等。
2. 选取元器件：根据电路功能需求，在元器件手册或相关资料中，选择合适的电阻、电容、放大器、滤波器等元器件。
3. 绘制电路原理图：根据选取的元器件，使用电路设计软件或手工绘图，将电路原理图绘制出来。
4. 电路分析：对绘制好的电路原理图进行电路分析，计算电路的各种参数和指标。
5. 仿真验证：使用电路仿真软件，对设计好的模拟电路进行仿真验证，观察输出信号是否满足设计要求。
6. PCB布局设计：根据电路原理图，进行PCB布局设计，将各个元器件进行合理布局，确保电路的稳定性和可靠性。
7. 元器件焊接：将选购好的元器件焊接到PCB板上，注意焊接质量和连接正确性。
8. 调试测试：将焊接好的电路连接电源，进行调试测试，观察电路是否工作正常，检查输出信号是否满足要求。
性。
数字电路设计步骤如下：1. 确定数字信号处理需求：明确数字信号处理的功能需求和性能要求，例如编码、解码、逻辑运算等。
2. 逻辑门选择：根据功能需求，选择合适的逻辑门（如与门、或门、非门等）和其他数字元器件（如触发器、计数器等）。
3. 绘制逻辑图：根据选取的逻辑门和数字元器件，使用逻辑设计软件或手工绘图，绘制数字逻辑图。
4. 逻辑分析：对绘制好的数字逻辑图进行逻辑分析，确定输入输出关系，计算逻辑电平和时序参数。
5. 逻辑验证：使用数字电路仿真软件，对设计好的数字电路进行逻辑验证，检查输出信号是否满足设计要求。
第7章数字电子技术MULTISIM仿真实验2.
第7章 数字电子技术Multisim仿真实验
(1) 设计要求：设计一个火灾报警控制电路。该报警系 统设有烟感、温感和紫外线感三种不同类型的火灾探测器。 为了防止误报警，只有当其中两种或两种以上的探测器发出 火灾探测信号时，报警系统才产生控制信号。
(2) 探测器发出的火灾探测信号有两种可能：一种是高 电平(1)，表示有火灾报警；一种是低电平(0)，表示无火灾 报警。设A、B、C分别表示烟感、温感和紫外线感三种探 测器的探测信号，为报警电路的输入信号；设Y为报警电路 的输出。在逻辑转换仪面板上根据设计要求列出真值表，如 图7-8所示。
第7章 数字电子技术Multisim仿真实验
2．实验原理 译码是编码的逆过程。译码器就是将输入的二进制代码 翻译成输出端的高、低电平信号。3线-8线译码器74LS138有 3个代码输入端和8个信号输出端。此外还有G1、G2A、G2B使 能控制端，只有当G1 = 1、G2A = 0、G2B = 0时，译码器才 能正常工作。 7段LED数码管俗称数码管，其工作原理是将要显示的十 进制数分成7段，每段为一个发光二极管，利用不同发光段 的组合来显示不同的数字。74LS48是显示译码器，可驱动共 阴极的7段LED数码管。
第7章 数字电子技术Multisim仿真实验
4．实验步骤 (1) 按图7-12连接电路。双击字信号发生器图标，打开 字信号发生器面板，按图7-14所示的内容设置字信号发生器 的各项内容。 (2) 打开仿真开关，不断单击字信号发生器面板上的单 步输出Step按钮，观察输出信号与输入代码的对应关系，并 记录下来。 (3) 按图7-13连接电路。双击字信号发生器图标，打开 字信号发生器面板，按图7-15所示的内容设置字信号发生器 的各项内容。
第7章 数字电子技术Multisim仿真实验
vhdl共阴极数码显示电路
vhdl共阴极数码显示电路VHDL共阴极数码显示电路数码显示器是一种常见的电子显示设备，它能够将数字信息以可视化的方式呈现给用户。
VHDL共阴极数码显示电路是一种使用VHDL 语言设计的共阴极数码显示器电路。
本文将详细介绍VHDL共阴极数码显示电路的原理和设计过程。
共阴极数码显示器是一种常见的数码显示器类型，它由多个共阴极数码管组成。
每个共阴极数码管由7个LED灯组成，可显示0到9的数字。
共阴极数码管的工作原理是，当给定特定的电压时，相应的LED灯会点亮，形成所需的数字。
其中，共阴极表示数码管的阴极端口是连接在一起的，而阳极端口则是分别连接的。
VHDL语言是一种用于描述数字系统的硬件描述语言，它可以对数字电路进行建模和仿真。
使用VHDL语言进行设计，可以使得电路的功能更加清晰明了，并且可以方便地进行验证和修改。
在设计VHDL共阴极数码显示电路时，首先需要定义输入和输出信号。
输入信号通常包括一个4位的二进制数，用于表示要显示的数字。
输出信号是连接到共阴极数码管的引脚，用于控制数码管的亮灭。
接下来，需要编写VHDL代码来描述共阴极数码显示电路的行为。
代码主要包括两部分：数码管驱动模块和顶层模块。
数码管驱动模块是用来控制数码管显示的核心模块。
它根据输入的二进制数，将对应的数字显示在数码管上。
在这个模块中，需要定义一个包含数字对应的真值表，以便根据输入的二进制数选择对应的数字。
顶层模块是将数码管驱动模块和输入输出信号连接起来的模块。
它负责接收输入信号，将其传递给数码管驱动模块，并将输出信号连接到数码管的引脚上。
设计完成后，可以使用VHDL仿真工具对设计的电路进行验证。
通过输入不同的二进制数，观察数码管上显示的数字是否与预期相符。
如果一切正常，可以将设计的电路下载到FPGA或其他可编程逻辑器件中进行实际的硬件测试。
VHDL共阴极数码显示电路具有简单、可靠、易于实现等优点。
它在数字电子系统中得到广泛应用，例如计数器、时钟、测量仪器等。
电子技术专业微型课程电子电路设计与仿真实验
电子技术专业微型课程电子电路设计与仿真实验电子电路设计与仿真实验是电子技术专业中重要的一门课程，通过实验，学生能够深入了解电子电路设计的原理和方法，掌握电子电路仿真软件的使用，提高自己的实践动手能力。
本文将围绕电子电路设计与仿真实验展开论述，包括实验的目的、步骤和主要内容。
一、实验目的电子电路设计与仿真实验的主要目的是让学生通过实验了解电子电路的基本概念、特性及其在电子技术中的应用。
具体包括以下几个方面：1. 理解电子电路的概念和基本原理；2. 掌握常见电子元器件的特性和使用方法；3. 学习电子电路的设计思路和方法；4. 掌握电子电路仿真软件的使用；5. 提高动手实践能力，培养解决实际电路设计问题的能力。
二、实验步骤1. 实验前的准备：学生需要提前学习相关理论知识，了解电子电路的基本原理和设计思路。
同时，还需要了解本次实验的具体内容和要求。
2. 实验器材与元器件准备：学生需要准备实验所需的电子器材和元器件，比如电阻、电容、二极管、晶体管等等。
确保实验过程中所需的器材和元器件全部准备齐全。
3. 电子电路设计：根据实验的要求，学生需要进行电子电路的设计。
设计过程中，需要合理选择元器件，计算电路参数，绘制电路原理图等。
4. 电路仿真实验：将设计好的电路连接到电子电路仿真软件中，进行仿真实验。
通过仿真实验，可以观察电路的特性曲线和波形图，并进行相应的数据分析。
5. 实验结果分析和总结：根据实验结果，学生需要进行结果分析和总结。
分析实验数据，比较设计与仿真结果的差异，找出问题所在，并提出改进措施。
三、实验内容电子技术专业微型课程电子电路设计与仿真实验的内容丰富多样，根据不同的实验目的和要求，可以包括以下几个方面：1. 基础电路实验：如放大电路实验、滤波电路实验等，通过实际搭建电路和仿真实验，观察电路的特性和性能。
2. 信号处理实验：如信号调制与解调实验、信号发生器和示波器的应用实验等，通过实验了解信号处理的基本原理和方法。
Multisim电路设计与仿真—基于Multisim14.0平台 第6章 在数字电路中的应用和仿真
搭建由译码器构成16位循环移位电路如图6-9所示。
图6-9
字发生器设置窗口如图6-10所示。Display选择 Hex，所以窗口 右侧区域显示的是8个16进制的字元，代表32位输出的状态。鼠标 左键单击第二行最后一列，键入1，下面每一行最后一列依次键入2、 3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F，且在“F”所在的行 单击鼠标右键，在右键菜单中选择“Set Final Position（设置末尾 位置）”，Frequency栏选择100Hz，在交互仿真分析下运行仿真， 可观察到探针1至探针16以100Hz的频率依次点亮，类似跑马灯。
图6-14
图6-15
搭建D触发器构成的八分频电路（即3位二进制计数器，模8）如图 6-16所示。
图6-16
示波器A通道接V1信号源，B通道接U2A的Q端输出，在交互仿真分 析下运行仿真，可观察示波器显示波形如图6-17所示，由图6-17可知， 信号源频率为输出信号频率的八倍，实现了八分频。
图6-17
搭建二十四进制计数器电路如图6-18所示。在交互仿真分析下运 行仿真，发现显示器在计数脉冲作用下依次显示0、1、2、...23、0 共二十四个状态，实现了二十四进制计数。
图6-18
搭建可变进制计数器电路如图6-19所示。 在交互仿真分析下运行仿真，开关S1=0时，发现显示器在计数 脉冲作用下依次显示0、1、2、3、4、5、0共六个状态，实现了六 进制计数；开关S1=1时，显示器在计数脉冲作用下依次显示0、1、 2、3、4、5、6、7、0共八个状态，实现了八进制计数。
图6-28
A／D和D／A转换中的应用和仿真
搭建倒T型电阻网络D/A转换器如图6-29所示。 在交互仿真分析下运行仿真，令S4S3S2S1=1110（打向右侧为1， 打向左侧为0），万用表读数为-6.993V，即把数字量1110变成了模 拟电压输出。
（Multisim数电仿真）计数、译码和显示电路
（Multisim数电仿真）计数、译码和显⽰电路实验3.11 计数、译码和显⽰电路⼀、实验⽬的：1. 掌握⼆进制加减计数器的⼯作原理。
2. 熟悉中规模集成计数器及译码驱动器的逻辑功能和使⽤⽅法。
⼆、实验准备：1.计数：计数是⼀种最简单、最基本的逻辑运算，计数器的种类繁多，如按计数器中另外⼀种可预计的⼗进制加减可逆计数器CD4510，⽤途也⾮常⼴，其引脚排列如图3.11.3所⽰，其中，E P 为预计计数使能端，in C 为进位输⼊端，1P ~4P 为预计的输⼊端，out C 为进位输出端，U /D 为加减控制端，R 为复位端，CD4510输⼊、输出间的逻辑功能如表3.11.2所⽰。
表3.11.2：。
2. 译码与显⽰：⼗进制计数器的输出经译码后驱动数码管，可以显⽰0~9⼗个数字，CD4511是BCD~7段译码驱动集成电路，其引脚排列如图3.11.4所⽰。
LT 为试灯输⼊，BI 为消隐输⼊，LE 为锁定允许输⼊，A 、B 、C、D为BCD码输⼊，a~g为七段译码。
CD4511的逻辑功能如表3.11.3所⽰。
LED数码管是常⽤的数字显⽰器，分共阴和共阳两种，BS112201是共阴的磷化镓数码管，其外形和内部结构如图3.11.5所⽰。
图3.11.5三、计算机仿真实验内容：1. 计数10的电路：(1).单击电⼦仿真软件Multisim7基本界⾯左侧左列真实元件⼯具条“CMOS”按钮，从弹出的对话框“Family”栏中选“CMOS_10V”，再在“Component”栏中选取4093BD和4017BD各⼀只，如图3.11.6所⽰，将它们放置在电⼦平台上。
图3.11.6(2).单击电⼦仿真软件Multisim7基本界⾯左侧左列真实元件⼯具条“Source”按钮，从弹出的对话框“Family”栏中选“POWER_SOURCES”，再在“Component”栏中选取“VDD”和地线，将它们调出放置在电⼦平台上。
(3). 双击“VDD”图标，将弹出如图3.11.7所⽰对话框，将“V oltage”栏改成“10”V，再点击下⽅“确定”按钮退出。
数电实验报告：数码管显示控制电路设计
数字电子技术实验报告实验五：数码管显示控制电路设计一、设计任务与要求：能自动循环显示数字0、1、2、3、4、1、3、0、2、4。
二、实验设备：1、数字电路实验箱；2、函数信号发生器；3、8421译码器；4、74LS00、74LS10、74LS90。
三、实验原理图和实验结果：1、逻辑电路设计及实验原理推导：将0、1、2、3、4、1、3、0、2、4用8421码表示出来，如下表：表一用8421码表示设想用5421码来实现8421码表示的0、1、2、3、4、1、3、0、2、4，故将0、1、2、3、4、5、6、7、8、9用5421码表示出来以与上表做对比：表二用5421码表示：观察表一，首先可得到最高位全为0，故译码器的“8”直接接低电平即可；对比表一和表二得，“4”位上的数字两表表示的数字是一样的，故“4”直接与5421码的“4”输出相连即可，即译码器的“4”连74LS90的“Q 3”端；表一的“2”位上的数字前五行与表二的“2”位上的数字前五行显示的一样，此时表二的“5”位上的数字均为0，表一的“2”位上的数字后五行与表二的“1”位上的数字后五行一样，此时表二上的“5”位上的数字均为1，故译码器的“2”要接的是实现函数表达式为1020Q Q Q Q +的电路；最后一位上没有明显的规律，可用卡诺图求得逻辑表达式，也即译码器的“1”要连接的是实现函数表达式为230130Q Q Q Q Q Q +的电路。
至此，实验原理图即可画出了。
2、 实验原理图：3、实验结果：编码器上依次显示0、1、2、3、4、1、3、0、2、4。
实验结果图如下：四、实验结果分析：实验结果为编码器上依次显示0、1、2、3、4、1、3、0、2、4，满足实验设计要求。
五、实验心得：在这次实验前，我认真的分析了实验原理并设计了电路，并用仿真软件得出了符合实验设计要求的结果，可是在实验过程中我遇到了问题，电路连了好几遍显示的结果都不完全对，第一次做的过程中没能顺利排除故障；但我在第二次做的过程中很顺利，因为实验原理已烂熟于心，所以很快完成了实验，一次成功。
硬件设计中的电路仿真技术
硬件设计中的电路仿真技术
近年来，随着电子科技的不断发展，各种新兴的电子产品层出
不穷。
而这些电子产品的核心部件往往是电路系统，所以电路设
计的作用也越来越重要。
电路设计中的电路仿真技术则是其中的
重要环节，同样不容忽视。
电路仿真技术指的是利用计算机软件模拟电路的行为，从而对
电路性能进行分析与优化的工作。
电路仿真技术在电路设计过程
中有着很高的应用价值，可以帮助设计人员减少实验时间与成本，提高电路的设计准确度以及降低产品开发的风险。
硬件设计中的电路仿真技术主要包括模拟仿真和数字仿真两种
方式。
模拟仿真技术是基于传统的电路分析方法，通过建立模型
来模拟电路的行为，通过分析输出与输入之间的关系来达到预期
的设计目的。
而数字仿真技术则是基于数字电路的分析方法，主
要通过对系统的状态进行仿真，从而分析电路的行为。
在实际应用中，电路仿真技术有着广泛的应用，其中一些典型
的应用包括：
1.电路分析与优化
通过使用仿真工具，设计人员可以很容易地对电路进行分析与
优化，从而减少出现设备故障或不稳定性的可能性。
2.功能验证
通过使用仿真工具设计人员可以验证电路的各个方面是否达到了预期的功能要求，这可以大大降低硬件开发中的实验次数和成本。
3. 教育培训
电路仿真技术不仅应用在硬件设计方面，还可以作为电子教育的重要教学工具，帮助学生更好地理解电路的本质。
总之，硬件设计中的电路仿真技术可以帮助设计人员提高电路设计的质量和效率，达到最终的预期效果。
未来，随着计算机技术和电子科技的不断融合，电路仿真技术将会越来越受到广泛的应用。
《数字电子技术》课程标准(含课程思政)
《数字电子技术》课程标准一、课程基本信息【开课时间】第1学期【学时/学分数】48学时/3学分【课程类型】群平台课【授课对象】物联网和互联网专业群二、课程性质“数字电子技术”是高职物联网技术应用专业群的一门专业基础课。
本课程的主要内容是介绍逻辑函数的表达方式、组合逻辑电路的一般分析方法与简单的逻辑事件的设计方法、时序电路的一般分析方法与设计方法、常用数字集成块芯片的选用、数模转换电路的分析等。
课程开设的目的是让学生通过课程学习获得必要的数字电子技术方面的基本理论知识和操作技能，为以后深入学习数字电子技术在专业领域中的设计和应用打下基础。
通过本课程的学习，使学生掌握数字电子技术的基本概念和技术新知识，培养学生分析中小规模数字集成电路的能力以及根据需要设计和调试功能电路的能力，了解目前常用的各种中大规模集成电路的应用，为后继课程学习等打下基础，为学生从事专业技术工作奠定坚实的基础。
后继课程为《模拟电子技术》、《单片机与接口技术》、《人工智能》等。
三、课程培养目标使学生掌握数字电子技术的基本原理、基本理论、基本知识，具有较强的实验技能，对学生进行电子设计能力训练，为学习后续专业，课程准备必要的知识，并为今后从事有关实际工作奠定必要的基础。
在学习中认识电子技术对现代科学技术重大影响和各种应用，了解并适当涉及正在发展的学科前沿。
1、素质目标（1）培养学生具备正确的政治观念和道德素质等德育品质，具备强烈的工作责任心、科学严谨的工作作风、认真负责的工作态度、团队合作的精神；（2）培养学生安全、环保、质量与效率意识；（3）培养学生具备劳动意识、劳动技能等劳动品质，具有生产观点、经济观点，培养较好的心理素质，具有良好的职业道德素养；（4）培养学生的信息技术应用能力、创新创业能力、实践动手能力；（5）培养学生具备欣赏美，创造美等美育品质，养成爱护工具设备、保护实训环境的良好习惯；（6）通过思政课堂的实施，培养学生的热爱祖国、爱岗敬业的精神，形成正确的人生观、价值观。
数字电路的仿真设计与实验——74LS92设计59进制计数
数字电路的仿真设计与实验——74LS92设计59进制计数一、实验目的1. 理解74LS192芯片的功能及其在计数器设计中的应用。
2. 掌握如何使用数字逻辑仿真软件进行电路设计和仿真。
3. 学习如何根据需求设计特定进制的计数器。
4. 增强对数字电路设计的实际操作能力和问题解决能力。
二、预习要求1. 数字逻辑基础：了解数字电路的基本概念，包括逻辑门、触发器等。
2. 计数器的工作原理：熟悉不同类型计数器的工作机制，特别是同步计数器。
3. 74LS192芯片资料：阅读74LS192的数据手册，了解其功能、引脚配置及工作模式。
4. 仿真软件操作：熟悉所选数字逻辑仿真软件的基本操作和电路搭建方法。
5. 进制转换：复习不同进制之间的转换方法，特别是十进制与任意进制之间的转换。
三、实验仪器与设备四、实验内容1、用192串行进位法构成59进制计数器DCD_HEX_ORANGE五、注意事项1. 仔细检查电路连接：确保所有连接正确无误，避免短路或开路的情况发生。
2. 逐步验证电路：在完成整个电路设计之前，先对各个模块进行单独测试，确保每个部分都能正常工作。
3. 观察波形和输出：使用虚拟仪器观察计数器的输出波形和状态，以验证计数器是否按照预期工作。
4. 记录实验数据：在实验过程中，记录关键数据和观察结果，以便后续分析和报告撰写。
5. 安全第一：虽然在仿真环境中进行实验，但仍需遵守实验室的安全规程，保持专注和谨慎。
六、思考与感悟1. 理论与实践相结合：通过将理论知识应用于实际电路设计中，我更加深刻地理解了计数器的工作原理和设计方法。
2. 细节决定成败：在电路设计中，每一个小的细节都可能影响最终的结果。
因此，细心和耐心是成功的关键。
3. 创新思维：在设计59进制计数器的过程中，我尝试了不同的设计方案，这让我意识到创新思维在解决问题时的重要性。
电子电路设计中的模拟与数字混合电路
电子电路设计中的模拟与数字混合电路电子电路设计是电子工程师的基本功之一，涉及到模拟电路和数字电路两个方面。
其中，模拟电路是一种用于处理连续信号的电路，而数字电路则是用于处理离散信号的电路。
模拟与数字混合电路则是结合了两者的特点，同时处理连续信号和离散信号。
下面将详细介绍电子电路设计中的模拟与数字混合电路的步骤和注意事项。
一、明确设计目标和要求在开始电子电路设计之前，首先需要明确设计的目标和要求。
这包括电路的功能、性能指标、工作条件等。
例如，设计一个音频放大电路，要求具有高增益、低噪声、宽频带等性能。
二、选择合适的器件和元件根据设计目标和要求，选择合适的器件和元件是非常关键的一步。
对于模拟电路来说，选择合适的放大器、滤波器、稳压器等元件非常重要。
而数字电路则需要选择逻辑门、触发器、计数器等元件。
此外，还需要选择适当的传感器和执行器。
三、画出电路原理图通过图纸或计算机辅助设计软件，将电路的原理图画出来。
原理图是电子电路设计的基础，它直观地展示了电路的结构和连接方式。
其中，连续信号和离散信号的处理部分应当清晰地标识出来。
四、进行电路分析和计算根据原理图，进行电路分析和计算是电子电路设计中的重要步骤。
对于模拟电路来说，需要使用电压、电流等连续信号的分析方法，例如节点分析、追踪法等。
而数字电路则需要使用逻辑代数和布尔代数进行离散信号的分析和计算。
五、进行仿真和优化在电路设计的初期，可以使用电路仿真软件进行仿真和优化。
通过仿真，可以验证电路的设计是否满足需求，找出潜在的问题和改进的空间。
常用的电路仿真软件有Multisim、Cadence等。
六、进行电路布局和走线电路布局和走线是将电路原理图转化为实际电路的关键步骤。
在进行电路布局时，需要遵循电磁兼容性和信号完整性的原则，尽量减少干扰和信号损耗。
同时，还要考虑散热、焊接和连接等因素。
七、制作电路原型和测试根据电路布局和走线，制作电路原型并测试其性能和功能是否符合设计要求。
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5V
CK
75
U1
5 4 3 7 1 2 6 ~EL ~BI ~LT BCD/7SEG DA DB DC DD OA OB OC OD OE OF OG 13 12 11 10 9 15 14
A B C D E F G
U2
4511BD_5V
译码显示电路
淮安信息职业技术学院 2011.8.18
【设计案例】
项目：数码显示电路的设计 设计指标： 1、4路开关输入； 2 、稳定显示与输入开关编号相对应的数字1~4； （该电路用于实现四个按键信号的数码显示，以SW1、SW2、SW3、SW4、
分别表示四路输入信号，当有一个开关被按下时，即输入一个低电平，经过编 码、显示译码器并最终在共阴型数码管上显示对应的数字号（ SW1、SW2、
【拓展设计】
项目：数码显示电路的设计 设计指标： 1、4路开关输入； 2 、稳定显示与输入开关编号相对应的数字 1~4；（该电路用于实现四个按键的数码显示，以S1、S2、S3、
S4、分别表示四路抢答输入信号，当有一个开关被按下时，即输入 一个低电平，经过编码、显示译码器并最终在共阴型数码管上显示
对应的数字号（ S1、S2、S3、S4 依次对应1~4） ）
任务2.5—数码显示电路的设计与仿真
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任务学习要点 学习目标 会用中规模集成电路（MSI）设计4人抢答器。 复习前面模块中介绍过的常见中规模集成电路的逻 辑功能。 对需要用到的元器件进行选型。 进行电路的设计、仿真调试、电路图修改和故障调 试。
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3、所选元器件为74LS147 、74LS04、7447为译 码显示器，数码管为共阴型，自行设计画出设计 电路图。
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知识小结 1、有些种类的组合逻辑电路使用较为频繁，为 便于使用，把它们制成了标准化的中规模集成电路 。通过对这些器件的介绍，了解中规模集成电路的 构成特点、使用方法及使能端的处理，不必去记忆 具体器件的功能，而是要掌握如何通过真值表、逻 辑符号了解其使用方法。 2、为了增加使用的灵活性，也为了便于功能扩 展，在多数中规模集成的组合逻辑电路上都设置了 附加的控制端（或称为使能端、选通输入端、片选 端、禁止端等）。这些控制端既可用于控制电路的 状态（工作或禁止），又可作为输出信号的选通
U2B
74LS04N
U2C
74LS04N
74LS147N
U2D
74LS04N
编码电路
淮安信息职业技术学院 2011.8.18
译码显示电路的设计 下图所示为译码显示电路。图中CD4511为显示译码驱动 器，LC5011为共阴极数码管。输入的8421BCD码经显 示译码后驱动数码管，显示相应的十进制数码。
2.若SW2按下，则 编码器的输出Q3、 数码显示电路总体电路设计 Q2、Q1、Q0的电 平分别是多少？
?若输出无显示，试分 析可能产生的原因.
1.若SW1、SW3同 时为低电平，则输 出会显示什么？为 什么？
3.为什么在编码 器74147之后要 加74LS04反相器？
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编码电路的设计 下图所示为编码电路。图中74LS147为二-十进制优先编 码器，当任意输入为低电平时，输出为相应输入编号的 8421BCD码的反码，再经非门后被转换为8421BCD码。
U2A
74LS04N
U1
11 12 13 1 2 3 4 5 10 HPRI/BCD 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D 9 7 6 14
SW3、SW4 依次对应1~4） ）
任务要求：完成原理图设计、元器件选型、电路装接 与调试、电路性能检测、设计文档编写
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设计内容（示例）：
1、电路设计及元器件选择 开关阵列电路的设计 下图所示为4路开关电路。当任一开关拨到上面输出高电 平，开关拨到下面输出低电平。
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输入端，还能用作输入信号的一个输入端以扩展电路功 能，合理的运用这些控制端能最大限度的发挥电路的潜 能。 3、灵活的运用中规模集成电路还可以设计出任何 其他逻辑功能的组合逻辑电路。
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