《电子设计自动化》课件第6章.ppt

第6章Proteus在数

字

6.1组合电路的仿真分析

6.2触发器的仿真分析

6.3时序电路的仿真分析

6.4555定时器应用电路的仿真分析

6.5数字电路的综合应用仿真分析

本章小结

6.1组合电路的仿真分析

组合电路的特点是电路的输出与该时刻输入变量的取

值组合有关，与过去输入变量的取值无关。该电路种类繁

多，常用的组合电路均实现了集成化，其中包括编码器、

译码器、数据选择器、加法器和数值比较器等。本节介绍

常用组合电路的仿真分析过程。

6.1.1编码器仿真分析

1)创建电路

在元器件库中选择编码器74LS148、电阻排RP1、开关、

反相器、七段数码管(LED-BCD)、电源等，所创建的编码

器仿真电路如图6-1所示。电阻排RP1作上拉电阻用，开关

SW1和SW2用来产生高低电平输入信号。因编码器

74LS148输出为反码，故在其输出端加反相器可将其变为

原码输出。七段数码管用来显示代码。

图6-1编码器仿真电路

2)仿真分析

单击仿真按钮，运行仿真，分析步骤如下：

(1)将开关SW2断开，并切换开关SW1的触点，观察输

出代码的变化。

(2)将开关SW2合上，这时输出代码为“7”，体现了编

码器的优先编码功能。

6.1.2译码器仿真分析

1)创建电路

在元器件库中选择译码器74LS138、反相器、计数器

74160、电源等，所创建的译码器仿真电路如图6-2所示。

计数器74160与反相器构成八进制计数器，循环产生代码

000～111，作为译码器74LS138的地址代码。该电路的输出

可产生顺序负脉冲，由电压探针进行测量。计数器的时钟

频率CLK为10Hz。

图6-2译码器仿真电路

2)仿真分析

选择数字分析图表(DIGITALANALYSIS)，仿真时间

为0～2s，分析的波形为计数时钟、计数器的输出(即译码

器的地址代码)、译码器的输出。运行图表仿真，则译码器

仿真电路的信号波形如图6-3所示。

图6-3译码器仿真电路的信号波形

6.1.3数据选择器仿真分析

数据选择器的功能是从多路输入信号中选择一路送至

输出端，由地址代码决定选择哪一路信号。对8选1数据选

择器74151(逻辑符号如图6-4所示)来说，输出信号与输入信

号之间满足表达式6-1：

Y(CBA)X0(CBA)X1(CBA)X2(CBA)X3(CBA)X4

(CBA)X5(CBA)X6(CBA)X7

本处以数据选择器实现表决器为例，介绍其仿真分析

过程。

1)表决器的功能要求

用8选1数据选择器设计一个表决电路。该电路有3个输

入逻辑变量A、B、C和一个控制变量M。当M=0时电路实

现“意见一致”功能(A、B、C全部同意，表决通过，否则

表决不通过)，而当M=1时，电路实现“多数表决”功能，

即A、B、C中多数同意时，表决通过，否则表决不通过。

2)表决器的功能分析

(1)分析题意，进行逻辑赋值。

当A、B、C=1时，表示同意；A、B、C=0时，表示不

同意。

当Y=1时，表示表决通过；Y=0时，表示表决不通过。

(2)根据逻辑赋值，真值表如表6-1所示。

表6-1表决器电路的真值表

(3)化简，得最简与或表达式，如式(6-2)所示。

Y = ABC + MAB + MAC + MBC

(6-2)

(4)将最简表达式写成A、B、C最小项之和的形式，如

式(6-3)所示。

YABCMABCMABCMABC

(6-3)

3)创建仿真电路

根据表达式6-3设计的数据选择器构成的表决器仿真电

路如图6-4所示。计数器74160与反相器构成的八进制计数

器循环产生代码000～111，作为数据选择器74151的地址代

码。开关SW1产生M信号(0或1)。计数器的时钟频率CLK为

10Hz。

图6-4数据选择器构成的表决器仿真电路

4)仿真分析

单击运行按钮，运行仿真，分析步