基于multisim加法计数器的仿真设计.doc
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1、 本科毕业论文(设计)(题目:基于Multisim加法计数器的仿真)姓 名: 学 号: 专 业: 通信工程 院 系: 电子通信工程学院 指导老师: 职称学位: 完成时间: 2013年5月 教务处制安徽新华学院本科毕业论文(设计)独创承诺书本人按照毕业论文(设计)进度计划积极开展实验(调查)研究活动,实事求是地做好实验(调查)记录,所呈交的毕业论文(设计)是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除文中特别加以标注引用参考文献资料外,论文(设计)中所有数据均为自己研究成果,不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的工作已在论文中作了明确说明并表示
2、谢意。毕业论文(设计)作者签名: 日期: 安徽新华学院2013届本科毕业论文(设计)基于Multisim加法计数器的仿真摘 要计数器是数字系统中最基本的要素,本课题研究了任意进制计数器的设计方法,并利用Multisim进行软件仿真。本文详细介绍了集成计数器芯片74LS161的原理和结构以及Multisim软件的使用方法。通过对集成芯片的级联以及附加门电路的连接,以实现任意进制的计数器。这里我们采用的是两片4位二进制加法计数器74LS161芯片进行级联,通过置数法来实现256以内的任意进制的计数器。并用Multisim软件对设计的计数器进行仿真,观察结果正确,从而得出整个设计是正确的。关键词:计
3、数器;Multisim;级连法;置数法Simulation of the addition counter based on MultisimAbstractThe counter is the most basic elements of a digital system.This article introduces the design method of arbitrary hexadecimal counter and how to realize the simulation with Multisim software.This article introduces the pr
4、inciple and structure of integrated chip counter 74LS161,as well as the use-method of Multisim software.With the cascade connection of integrated chips and the connection of gate circuits,the arbitrary hexadecimal counter comes true.Here we make two chips of the four bit binary adder counter 74LS161
5、 cascade and then achieve the counter of the arbitrary hexadecimal which is less than 256 by setting the number of law.We also use the Multisim software to simulate the counter,and if the result of observation is correct,so that the whole design is correct.Keyword:Counter; Multisim; Cascade method;
6、Set the number of lawII目 录1 绪 论12 计数器22.1 计数器简介22.2 计数器的分类22.3 计数器集成芯片23 Multisim的简介53.1使用简介53.2 Multisim对元器件的管理64 设计思路和方法74.1 NM时的设计方法74.1.1 复位法74.1.2 预置数法84.2 NM时的设计方法此时只需要一片N进制计数器作适当连接以及附加一些门电路就可以实现。4.1.1 复位法复位法也叫清零法,仅适用于有置零功能的计数器。按执行复位操作是否需要时钟脉冲又可以分为同步复位法和异步复位法,大多数集成计数器采用异步复位的方式。(1) 异步清零如图4.1所示,
7、计数器从So状态开始计数到Sm状态时产生一个清零信号,送到计数器的置零输入端,当下一个脉冲有效沿来到时,计数器立刻返回So状态,开始下一轮的计数循环。由于Sm状态是一个过渡状态,只存在极短的时间,所以计数循环中稳定的状态只有So-Sm-1共M的状态,从而构成M进制计数器。S0S1S2S3Sn-1Sn-2Sn-3Sm+1SmSm-1 图4.1 异步清零(2) 同步清零如图4.2所示, 同步清零方式需要时钟脉冲的到来才能执行清零操作,没有过渡状态,所以应该以Sm-1状态产生清零信号。在计数循环中包括状态Sm-1共M个稳定状态,构成M进制计数器。StSt+1St+2Sn-1SnSn-1Sn-2Sn-
8、3S0图4.2 同步清零4.1.2 预置数法该方法适用于有预置数功能的计数器,如图4.3所示。预置数也可分为同步方式和异步方式。同步方式需要时钟脉冲信号和预置数信号同时作用才能执行预置数操作;而异步方式则不需要时钟信号的同步,只要预置数信号到达就立即执行。在具有同步置数功能的计数器中,使用一个稳定状态来产生置数信号,当该状态出现时,计数器在下一个有效时钟沿来到时会直接跳转到预置数状态,如图4.3所示是由十进制计数器76LS160构成的七进制计数器,将计数器输出端QB和QC接在与非门7400D的两个输入端上,将7400D的输出端接在计数器同步置数端上,当S6=QDQCQBQA=0110,LOAD
9、=0,在有效时钟脉冲来时,由于DCBA=0000,电路被置成预置数0000状态,电路周期中有7个稳定状态,所以为7进制加法计数器。图4.3 七进制计数器4.2 NM,然后使用复位法或预置数法跳过NL-M个状态即可,只是这时复位或预置数是对各片电路同时进行操作的,必需注意的是,最好使用同种型号的计数芯片进行级联,如果使用的不是同一型号的,必需保证它们的预置数或复位方式要一致。(1) 整体复位法: 先将两片74LS161按并行进位方式级连成256进制,因为74LS161的复位方式为异步复位,采用复位法设置计数循环应为00000000-10100010,应以101000011状态译码作为清零信号,同
10、时加在两片74LS161复位端,并将两片的预置数端都接无效电平即可。So-Sm-1循环正好组成M进制,由于异步复位方式要有一个过渡状态,所以以Sm译码作为复位信号。如果计数器本身是同步方式复位的(如74LS163),则应以Sm-1译码作为复位信号,没有过渡状态。用整体复位法将2片16进制变数器并进行位级联构成60进制的计数器。这里分析以两片16进制计数器构成M=60进制计数器的实验电路为例,采用仿真软件Multisim进行分析。(2) 整体置数法: 同样先接成256进制,这时预置数可有256种选择,构成256内任意进制计数器。比如选择计数循环为S3-S255由于74LS161采用同步预置数方式
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