EWB仿真设计

基于EWB的数字电路仿真和设计

――编码器和译码器部分

前言

在当今电子设计领域，EWB设计和仿真是一个十分重要的设计环节。在众多的设计和仿真软件中，EWB以其强大的仿真设计应用功能，在各高校电信类专业电子电路的仿真和设计中得到了较广泛的应用。EWB及其相关库包的应用对提高学生的仿真设计能力，更新设计理念有较大的好处。

EWB最突出的特点是用户界面友好，各类器件和集成芯片丰富，尤其是其直观的虚拟仪表是EWB的一大特色。EWB包含的虚拟仪表有：示波器，万用表，函数发生器，波特图图示仪，失真度分析仪，频谱分析仪，逻辑分析仪，网络分析仪等。而通常一个普通实验室是无法完全提供这些设备的。这些仪器的使用使仿真分析的操作更符合平时实验的习惯。

本次毕业设计主要是应用EWB软件来进行设计和仿真编码器以及译码器的工作原理、基本应用电路等，并硬件实验调试通过，通过仿真和硬件实验进行结果分析对比。

1 EWB的简介

EWB是一种电子电路计算机仿真软件，它被称为电子设计工作平

台或虚拟电子实验室，英文全称为Electronics Workbench。EWB是

加拿大Interactive Image Technologies公司与1988年开发的，自

发布以来，已经有35个国家、10种语言的人在使用。EWB以SPICE3F5 为软件核心，增强了其在数字及模拟混合信号方面的仿真功能。

1.1 EWB的软件界面简介

1. EWB的主窗口

图1

2．元件库栏

图2

2.信号源库

图3

3.基本器件库

图4

5.二极管库

指示

图5

6.仪器库

图6

1.2 EWB的基本操作方法

1.Electronics Workbench 基本操作方法介绍

其他操作方法相对简单，下面就常用的仪器举例说明：

1）数字多用表

数字多用表的量程可以自动调整。下图是其图标和面板。

其电压、

图7

电流档的内阻，电阻档的电流和分贝档的标准电压值都可以任意设置。从打开的面板上选Setting 按钮可以设置其参数。

2)示波器

示波器为双踪模拟式，其图标和面板如下图所示。

其中：Expand ----面板扩展按钮；Time base ---- 时基控制；Trigger ---- 触发控制；包括：①Edge ---- 上（下）跳沿触发②Level ---- 触发电平③触发信号选择按钮：Auto（自动触发按钮）；A、B（A、B通道触发按钮）；Ext（外触发按钮）X（Y）position ---- X（Y）轴偏置；

Y/T、B/A、A/B ---- 显示方式选择按钮（幅度/时间、B通道/A 通道、A通道/B通道）；

AC、0、DC ---- Y轴输入方式按钮（AC、0、DC）。

3)信号发生器

信号发生器可以产生正弦、三角波和方波信号，其图标和面板如下图

所示。可调节方波和三角波的占空比。

图8

4)波特图仪

波特图仪类似于实验室的扫频仪，可以用来测量和显示电路的幅度频率特性和相位频率特性。波特图仪的图标和面板如下图所示。

波特图仪有IN和OUT两对端口，分别接电路的输入端和输出端。每对端口从左到右分别为+V端和-V端，其中IN端口的+V端和-V端分别接电路输入端的正端和负端，OUT端口的+V端和-V端分别接电路输出端的正端和负端。此外在使用波特图仪时，必须在电路的输入端接入AC（交流）信号源，但对其信号频率的设定并无特殊要求，频率测量的范围由波特图仪的参数设置决定。

图9

其中：

Magnitude（Phase）---- 幅频（相频）特性选择按钮；

Vertical（Horizontal）Log/Lin ---- 垂直（水平）坐标类型选择按钮（对数/线性）；

F（I）---- 坐标终点（起点）。

2 编码器和译码器的工作原理

2.1.编码器电路基本原理

编码器的逻辑功能是将输入的每一个信号编成一个对应的二进制代码。优先编码的特点是允许编码器同时输入两个以上编码信号，但其只对优先级别最高的信号进行编码。各信号的优先级别在设计编码器时已被确定。

8线-3线优先权编码器74148有8个信号输入端0、1、2、3、4、5、6、7，输入端为低电平表示有编码信号输入，输入端为高电平表示没有编码信号输入。有三个代码输出端A2、A1、A0，输出三位二进制代码。编码器还有一个选通输入端E1，只有当其为低电平时，编码器才能正常工作。两个扩展输出端GS、E0，用与扩展编码功能。GS为0表示编码器处于工作状态，且至少有一个信号输入，E0为0表示编码器处于工作状态，且没有信号输入。

8线-3线优先编码器74148的逻辑功能。

图10

编码器的芯片和引脚图

表1

编码器的功能表

2.2译码器电路基本原理

1.电路基本原理

译码器的逻辑功能是将输入的二进制代码译成对应输出高、低电平信号。3线-8线译码器74138除了三个代码输入端和八个信号输出端外，还有三个控制端G1，G2A`，G2B`，只有当G1=1、G2A`=G2B`=0时，译码器才处于工作状态，否则译码器被禁止，所有输出端被封锁为高电平。

数据分配器的逻辑功能是将一路输入数据，根据其不同的地址分配到不同的通道上去。如果将3线-8线译码器74138的代码输入作为地址输入，控制端之一作为数据输入端，那么就可以构成一个

数据分配器。

在BCD七段显示译码器7447中，D、C、B、A表示输入的BCD代码，OA-OG表示输出的7位二进制代码。7位二进制代码作为信号，会使七段显示器显示相应的十进制数字。

译码器的芯片引脚

图11

表2

译码器的功能表

3编码器和译码器的EWB仿真实现

3.1编码器的EWB仿真

1)仿真步骤如下

（1）建立8线-3线优先编码器的实验电路，输入信号通过开关接优先编码器输入端，开关由键盘上0-7 八个数字键控制。输出代码由红色逻辑探针监视。两个扩展输出端GS、E0由绿色逻辑探针监