利用Multisim9软件分析组合逻辑电路的性能测试与仿真分析

实验六 组合电路的应用

一、实验目的

1、熟悉Multisim9软件的使用方法。 2、掌握组合逻辑电路的分析与设计。

3、掌握组合逻辑电路的性能测试与仿真分析。 二、虚礼实验仪器及器材

字信号发生器 三、实验内容 1、编码器的仿真分析

编码器的功能是将输入的每一个高、低电平信号转化成对应的二进制代码。本处以集成

逻辑分析仪

数码管

逻辑转换仪

优先编码器74LS148为例，说明其基本应用和仿真分析方法。

（1）创建电路

选择优先编码器74LS148、反相器、LED数码管以及字信号发生器（Word generator），创建编码器仿真电路。由于编码器74LS148的输出为反码，在其输出端加反相器变成原码输出，输出代码用LED数码管显示；因为编码器的输入信号较多，本处采用字信号发生器产生输入信号。

（2）在字信号发生器中编辑字信号

在字信号编辑区编辑8个字信号（让编码器依次对D0,D1,D2,…,D7进行编码），字信号的数量通过Controls选择区域中的Set按钮设置，单击Set按钮，在出现的Setting对话框中，将Buffer Size设置为0008，并单击Accept按钮，则字信号的数量为8。

''''

（3）仿真分析

单击运行按钮，在Controls选择区域中的控制方式选择为Cycle（字信号发生器循环输出字信号），则编码输出结果在LED数码管显示，依次显示0，1，2，...，7.另外还可以在字信号发生器中编辑其他字信号，以观测优先编码功能。

2、译码器的仿真分析

译码器的逻辑功能是翻译代码，将每一个输入的二进制代码译成对应的高低电平信号。

因此译码器是编码器的反操作。常用的译码电路有二进制译码器、二-十进制译码器和显示译码器。本处以二进制译码器74LS138为例，介绍其基本的应用和仿真分析方法。

（1）创建电路

在TTL元器件库中选择译码器74LS138，在虚拟仪器工具栏中调用字信号发生器和逻

辑分析仪，组成译码器的仿真电路

（2）在字信号发生器中编辑字信号

进入字信号发生器的设计界面，在Controls选择区域中选择Cycle，在Display复选框

中选择Dec（十进制），在字信号编辑区编写：0、1、2、3、4、5、6、7。单击Set按钮，将字信号发生器的信号数字设置为8

（3）仿真分析

单击运行按钮，双击逻辑分析仪的图标，出现显示结果

3、数据选择器的仿真分析 （1）数据选择器的功能

数据选择器也叫多路开关，它是从一组数据中选出一路送至输出端。如74LS151为8

选1数据选择器，通过给定地址码，可以从8路输入信号中选出1路信号至输出端。数据选择器74LS151的功能表，如表所示

表 74LS151的功能表

输入 G’ 输出 CBA XXX 000 001 010 011 100 101 110 111 Y 0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 1 0 0 0 0 0 0 0 0 ''从表中可以看出，G为控制端，当G?1时，数据选择器禁止工作，输出被封锁为低电平。当G?1时，数据选择器禁止工作，输出被封锁为低电平。当G?0时，数据选择器处于工作状态，输出Y根据地址代码从8路输入信号选择一路作为输出，W是输出Y的反变量。74LS151的逻辑功能也可以用逻辑表达式说明，表达式为

Y?(CBA)D0?(CBA)D1?(CBA)D2?(CBA)D3?(CBA)D4 ?(CBA)D5?(CBA)D6?(CBA)D7'''''''''''''

''

（2）数据选择器应用举例

用8选1数据选择器设计一个表决器。该电路有3个输入逻辑变量A、B、C。该电路

可以实现两种表决功能，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。

（a） 分析题意，进行逻辑赋值

意见一致表决电路：当A、B、C取1，表示同意，A、B、C取0，表示不同意。 多数表决电路：当A、B、C中两个或两个以上的取1，表示同意，否则表示不同意。 输出端显示表决结果，Y=1时，表示表决通过，Y=0时，表示表决不通过 （b） 利用逻辑转换仪，分别列出真值表 （c） 利用逻辑转换仪，将真值表转换为表达式 （d） 利用74LS151，设计表决器电路图

（e） 利用双路开关控制输入，指示灯检测输出的情况，观测仿真结果。

4、交通信号灯故障检测电路，交通信号灯在正常情况下只有一个灯亮，假如灯全不亮或者全亮，或者两个灯同时亮，则交通信号灯发生故障。试设计一个交通信号灯故障检测电路，当故障发生时，控制故障指示灯显示。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/6jc2.html