Multisim 数字电路仿真实验(计数器)

Multisim 数字电路仿真实验
1.实验目的
用Multisim 的仿真软件对数字电路进行仿真研究。

2.实验内容
实验19.1 交通灯报警电路仿真
交通灯故障报警电路工作要求如下：红、黄、绿三种颜色的指示灯在下列情
况下属正常工作，即单独的红灯指示、黄灯指示、绿灯指示及黄、绿灯同时指示，
而其他情况下均属于故障状态。

出故障时报警灯亮。

设字母R、Y、G 分别表示红、黄、绿三个交通灯，高电平表示灯亮，低电
平表示灯灭。

字母Z 表示报警灯，高电平表示报警。

则真值表如表19.1 所示。

逻辑表达式为：Z = R Y G + RG + RY
若用与非门实现，则表达式可化为：Z = R Y G ⋅RG ⋅RY
Multisim 仿真设计图如图19.1 所示：
图19.1 的电路图中分别用开关A、B、C 模拟控制红、黄、绿灯的亮暗，
开关接向高电平时表示灯亮，接向低电平时表示灯灭。

用发光二极管LED1 的亮
暗模拟报警灯的亮暗。

另外用了一个5V直流电源、一个7400 四2 输入与非门、
一个7404 六反相器、一个7420 双4 输入与非门、一个500欧姆电阻。

图19.1 交通灯报警电路原理图
在仿真实验中可以看出，当开关A、B、C 中只有一个拨向高电平，以及B、C 同时拨向高电平而A 拨向低电平时报警灯不亮，其余情况下报警灯均亮。

实验19.2 数字频率计电路仿真
数字频率计电路的工作要求如下：能测出某一未知数字信号的频率，并用数码管显示测量结果。

如果用2 位数码管，则测量的最大频率是99Hz。

数字频率计电路Multisim 仿真设计图如图19.2 所示。

其电路结构是：
用二片74LS90（U1 和U2）组成BCD 码100 进制计数器，二个数码管U3 和U4 分别显示十位数和个位数。

四D 触发器74LS175（U5）与三输入与非门7410（U6B）组成可自启动的环形计数
器，产生闸门控制信号和计数器清0 信号。

信号发生器XFG1 产生频率为1Hz、占空比为50%的连续脉冲信号，信号发生器XFG2 产生频率为1-99Hz（人为设置）、占空比为50%的连续脉冲信号作为被测脉冲。

三输入与非门7410（U6A）为控制闸门。

运行后该频率计进行如下自动循环测量：
计数1 秒→显示3 秒→清零1 秒→……
改变被测脉冲频率，重新运行。

图19.2 数字频率计电路
实验19.3 电子表电路仿真
电子表电路的框图如图19.3 所示，其工作要求如下：时钟输入为秒脉冲。

秒计数器为60 进制，BCD 码输出。

秒计数器的进位脉冲送给分计数器，分计数器也是60 进制，BCD 码输出。

分计数器的进位脉冲送给小时计数器，小时计数器是24 进制，BCD 码输出。

各计数器的输出送显示译码器，显示译码器的输出送七段数码管。

设一个开关，开关合向高电平（＋5V 电源），计时开始；开关合向地，各计数器清除。

电子表电路Multisim 仿真设计图如图19.4 所示。

其电路结构是：计数器芯片采用74290N,其中U1、U2 组成秒计数器，U3、U4组成分计数器，U5、U6组成小时计数器。

显示译码器采用7448N。

开关J1控制计数和清除。

其他门电路实现进位或清除逻辑功能。

图19.3 秒脉冲
图19.4
3.选做实验
（1）修改图19.4 电路，实现时、分、秒的对表逻辑。

（2）修改图19.4 电路，用同步计数器74160 或74162 计数器芯片代替异步计数器74290。

（3）实现电子跑表的设计：精度0.01 秒，最大计时59 分59.99 秒。

（4）自拟一个电路进行仿真实验。