Multisim数电仿真计数译码和显示电路
multisim仿真教程计数器译码器数码管驱动显示电路
将对话框中Node name改成与数码管相对应 的符号A。其他与逻辑分析仪的输入端的连 线都以此法行之，点击仿真开关或按F5键进 行仿真，计数器的输出和数码管的波形时序 关系则立即直观的被显示在“Logic Analyzer—XLA1”的面板窗口中。见图 12.7.2。
图12.7.3 Node对话框
由输出端QB和QD经逻辑组合电路接至计数器 （LOAD）端，构建计数进位阻塞电路。在设 计时可根据需要，由相应的输出端构建组合 逻辑电路，从而实现不同进制的计数器。
图12.7.1 计数器、译码器、数码管驱动显示电路
从虚ห้องสมุดไป่ตู้仪器中取逻辑分析仪XLA1，其上有1～F 共16个输入端，1～4端分别于计数器的四个数 据输出端QA～QD相连，第5～11端 分别与数码 管的七段A～G相连，第12端接CLK脉冲输入端。 用鼠标双击逻辑分析仪，将出现逻辑分析仪面 板窗口如图12.7.2所示。
图12.7.2 时钟脉冲、输入、输出波形时序关系图
改变逻辑分析仪Clock区(Clock/Div)的个 数，从“1”调到“32”。在图12.7.2的左侧 显示的号码为原理图的节点号码，其并不能表 示出计数器输出端和数码管的段位字母，显示 不用鼠标左键双击与逻辑分析仪“1”号输入端 连接的图线，出现如图12.7.3所示对话框。直 观，所以要对原理图进行编辑。
multisim 数字电路仿真实验电子表电路仿真
Multisim 数字电路仿真实验电子表电路仿真汽车工程系汽13班张昊 010975实验目的用Multisim的仿真软件，对数字电路进行仿真研究实验内容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。
3.选做实验（1）修改图19.4 电路，实现时、分、秒的对表逻辑。
（2）自拟一个电路进行仿真实验。
电路分析本实验中最重要的部分是由两片74LS90组成100以内任意进制计数器的原理。
原实验电路图分为两部分，一是计数器部分，二是译码显示部分。
计数器部分由六个74LS90芯片组成的两个60进制计数器和一个24进制计数器级连而成，由秒脉冲使其实现对时，分，秒的计时功能。
其中通过逻辑电路保证分钟计数器的输入信号为秒计数器的进位脉冲，时计数器的输入脉冲为分计数器的进位脉冲。
另外，还具有同时手动清零的功能。
译码显示部分由译码器7448N和七段数码显示管组成，实现将计数器的值用数码显示的功能。
对原电路的改进由上述对原电路各部分功能的分析，为方便实验，在不影响其功能的前提下，我认为有几个地方可以作如下修改。
首先，可以选用四输入的带有译码电路的数码管代替原有译码显示部分，这样可以使得电路更加简洁，便于分析。
第二，原电路的进位逻辑（以秒计数器向分计数器进位为例）为当秒计数器的两个74LS90芯片分别显示6和0时将两者的输出信号作与运算后进位，这样做是保证在秒计数器为60时进位，而实际上，由于秒计数器本来是一个独立的60进制计数器，它的结构保证了会在十位数字为6，个位数字为0时清零，因此不会出现十位为6，个位不为零的情况出现，因此，只要依据十位数字判断是否进位就可以了，这样又可以大大简化原电路。
实验六基于Multisim8的简易数字频率计仿真
闸门
门控
B 放大 整形
S2
1000Tx
1Tx
10Tx 100Tx
÷10
÷10
计数锁存译码 显示系统
÷10
四、实验参考电路
（1）控制时序产生电路
图4.8.5 是由秒脉冲发生器（可由晶体振荡器和 多级分频器组成）和可重触发单稳态74LS123 组成
的控制时序产生电路。秒脉冲发生器产生脉冲宽度 为的定时脉冲，74LS123单稳态电路产生锁存和清 零脉冲。（仿真软件Multisim 8的元件库中，没有 74LS123单稳态电路，可用555定时器组成单稳态 电路）。 5V
4. 闸门电路
闸门电路由与门组成，该电路有两个输入端和一 个输出端，输入端的一端，接门控信号，另一端接 整形后的被测方波信号。闸门是否开通，受门控信 号的控制，当门控信号为高电平“1”时，闸门开启； 而门控信号为低电平“0”时，闸门关闭。显然，只 有在闸门开启的时间内，被测信号才能通过闸门进 入计数器，计数器计数时间就是闸门开启时间。可 见，门控信号的宽度一定时，闸门的输出值正比于 被测信号的频率，通过计数显示系统把闸门的输出 结果显示出来，就可以得到被测信号的频率。
5. 电子计数器测量周期
当被测信号频率比较低时，用测量周期的方法来 测量频率比直接测量频率有更高的准确度和分辨率， 且便于测量过程自动化。该测量方法在许多科学技 术领域中都得到普遍使用。图4.8.4是用电子计数器 测量信号周期的原理方框图。
晶振
Tx
时基 分频
1µs
S1 Tc
10µs 1ms 100µs Tx1
①可控制的计数、锁存、译码显示系统； ②石英晶体振荡器及分频系统（可用Multisim 8中
的函数发生器替代）；
CAD实验六计数器,译码器和数码管显示电路
实验报告书前言•实验名称计数器、译码器和数码管显示电路•实验目的•熟悉NI Multisim 10软件的使用方法。
•学习用计数器、译码器和数码管显示电路。
•掌握计数器、数码管的使用方法。
•虚拟实验仪器及器材计数器、译码器、数码管、逻辑分析仪•实验步骤•打开Multisim10.0，依次打开菜单栏中place\component.•单击Group选框选择Sources,选择POWER_SOURCES在右边选框选择VCC，放置在制作面板。
同样路径依次放置DGND, GROUND。
选择SIGNAL_VOLTAGE_SOURCES右边选框选择CLOCK_VOLTAGE.•选择Group选框Basic.选择SWITCH\SPDT.单击OK.选择RESISTOR\1.0K .在制作面板复制7个（共8个）。
•选择Group选框All groups\74HC_6V\74HC10D_6V\OK. 选择74LS\74LS00D和74LS191D 和74LS47D.依次放置在制作面板。
也可以在Component下的选框中输入元件名字搜索。
•选择Group选框Indicators\HEX_DISPLAY\SEVEN_SGE_COM_A\OK.•在工具栏中选择Logic analyzer.(逻辑分析仪)•六步做完后显示如图：(元件可旋转，水平或垂直镜像选择合适的位置)•摆放好位置后连线。
把光标放在元器件端口出现黑色十四图标单击开始连线。
如图：•更改元件属性，双击元件Label\RefDes和Value.只更改需要更改的。
Logic analyzer(逻辑分析仪)显示如图：•当开关S1置于“2”时，数码管显示范围0到9，当开关S1置于“3”时，数码管显示范围0到6.导线“4”断开，数码管显示为0.•当删除R1-R7时，数码管能显示，•思考题：若数码管换成SEVEN_SEG_COM_K.电路如何改造才能正常显示？答：若数码管换成SEVEN_SEG_COM_K，数码管将显示不正常。
数字电路实验Multisim仿真
实验一逻辑门电路一、与非门逻辑功能的测试74LS20（双四输入与非门）仿真结果二、或非门逻辑功能的测试74LS02（四二输入或非门）仿真结果：三、与或非门逻辑功能的测试74LS51（双二、三输入与或非门）仿真结果：四、异或门逻辑功能的测试74LS86（四二输入异或门）各一片仿真结果：二、思考题1. 用一片74LS00实现Y = A+B的逻辑功能；2. 用一片74LS86设计一个四位奇偶校验电路；实验二组合逻辑电路一、分析半加器的逻辑功能二. 验证三线-八线译码器的逻辑功能3. 验证数据选择器的逻辑功能4.思考题（1）用两片74LS138接成四线-十六线译码器000000011000（2）用一片74LS153接成两位四选一数据选择器；（3）用一片74LS153一片74LS00和接成一位全加器（1）设计一个有A、B、C三位代码输入的密码锁（假设密码是011），当输入密码正确时，锁被打开（Y1=1），如果密码不符，电路发出报警信号（Y2=1）。
以上四个小设计任做一个，多做不限。
还可以用门电路搭建实验三触发器及触发器之间的转换1.D触发器逻辑功能的测试(上升沿)仿真结果;2.JK触发器功能测试（下降沿）Q=0Q=0略（1）（2）（3）略实验四寄存器与计数器1.右移寄存器（74ls74 为上升沿有效）2.3位异步二进制加法，减法计数器（74LS112 下降沿有效）也可以不加数码显示管3.设计性试验（1）74LS160设计7进制计数器（74LS160 是上升沿有效，且异步清零，同步置数） 若采用异步清零：若采用同步置数：（2）74LS160设计7进制计数器略（3）24进制83进制实验五 555定时器及其应用1.施密特触发器输入电压从零开始增加：输入电压从5V 开始减小：。
Multisim电路设计与仿真第7章数字电路仿真
217 第7章 Multisim 12在数字电路中的应用和仿真 本章主要介绍Multisim 12中在数字电路中的应用和仿真。
首先进行分立元件特性测试与仿真，然后介绍组合逻辑与时序逻辑电路的分析与仿真，最后介绍555定时器与数/模、模/数转换部分的分析与仿真。
7.1分立元件特性测试与仿真数字电路中逻辑变量有0和1两种取值，对应电子开关的断开和闭合。
构成电子开关的基本元件有二极管、三极管和MOS 管。
理想开关的开关特性有两种：（1）静态特性。
断开时，开关两端的电压不管多大，等效电阻R OFF =∞，电流I OFF = 0；闭合时，不管流过其中的电流多大，等效电阻R ON = 0，电压U AK = 0。
（2）动态特性。
开通时间t on =0，关断时间t off = 0。
客观世界中并没有理想开关。
乒乓开关、继电器、接触器等的静态特性十分接近理想开关，但动态特性很差，无法满足数字电路一秒钟开关几百万次乃至数千万次的需要。
二极管、三极管和MOS 管做为开关使用时，其静态特性不如机械开关，但动态特性很好。
本节主要介绍二极管和三极管的开关特性测试与仿真。
7.1.1二极管开关特性测试与仿真 二极管在正偏导通时的导通压降，硅材料约0.7V ，锗材料约为0.3V ，导通电阻约为几欧姆或几十欧姆，类似关闭合；反向截止时反向饱和电流极小、反向电阻很大（约几百千欧）类似开关断开。
1.使用伏安特性图示仪观察二极管伏安特性曲线图7-1 用伏安特性分析仪观察二极管伏安特性曲线在Multisim 环境下，单击元器件库栏按钮，在弹出的窗口中，“Datebase ”栏选择“Master Datebase”，“Group”栏选择“DIODE”，“Component”栏选择“1N4001”，其它选择默认，把二极管“1N4001”放置在工作区。
再单击仪器仪表库中（IV analyzer，伏安特性分析仪）按钮，放置在工作区。
鼠标左键双击伏安特性分析仪，打开设置窗口，“Component”栏选择“Diode”，可在设置窗口右下角看到二极管符号，即要求外部接线时，左侧端口接“P”区，中间端口接“N”区。
数字电子仿真实验教程(Multisim)
李良荣 编著 项目来源：贵州省教育厅 2008 年教学质量与教学改革工程项目“EDA 教学电子资源的建设”
2-9 所示。 （节点名 1 、2 ……是计算机根据连接电路的顺序自动产生的，可以显示和关闭，方 法是在设计窗口的空白处点击鼠标右键 ，然后点击弹出式菜单中的 窗口中 标签下的 可显示） ，再选择弹出
（ 3 ）由逻辑表达式转换为真值表； 假若我们在逻辑转换仪的下边框内中输入 Y ABC ABCD ABC D AD' ，如图 2-10 所示（用键盘上的单引号键入 “” ） ，然后点击 按钮可得到的真值表，如图
如图 1-1 所示左边的设计管理器可以将所有打开的设计项目中的任何一页置为当前设计 窗口，可以利用设计工具条中的 按钮开启/关闭。
6. 设计工具条
设计工具条如图 1-6 所示：
图 1-6 设计工具条
李良荣 编著 项目来源：贵州省教育厅 2008 年教学质量与教学改革工程项目“EDA 教学电子资源的建设” 4
贵州大学 EDA 技术教学电子资源
（ 1） （ 2） 据表。 （ 3） 编辑。 （ 4） （ 5） （ 6） （ 7） （ 8） （ 9） （ 10 ） (11) （ 12 ） (13)
层次项目栏按钮 （ Toggle Project Bar ） ，用于设计管理器的开启 / 关闭。 层次电子数据表按钮 （ Toggle Spreadsheet view ） ，用于开关当前电路的电子数
元
件组的器件选择界面，其中一个 Group（元器件组）有多个 Family（元器件系列） ，每一个元
超连接
也叫封装名
图 1-3 通用器件选择窗口
3. 仪器工具条
仪表工具条如图 1-4 所示，它是进行虚拟电子实验和电子设计仿真的最快捷而又形象的 特殊工具，各仪表的功能名称与 Simulate 菜单下的虚拟仪表相同，如图 1-5 所示。
数字电路实验Multisim仿真完整版
数字电路实验M u l t i s i m仿真HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】实验一逻辑门电路一、与非门逻辑功能的测试74LS20（双四输入与非门）仿真结果二、门）三、与或非门逻辑功能的测试四、现路；一、分析半加器的逻辑功能二.74LS138接成四线-十六线译码器 00000001011110001111（2）用一片74LS153接成两位四选一数据选择器； （3）用一片74LS153一片74LS00和接成一位全加器（1）设计一个有A 、B 、C 三位代码输入的密码锁（假设密码是011），当输入密码正确时，锁被打开（Y 1=1），如果密码不符，电路发出报警信号（Y 2=1）。
以上四个小设计任做一个，多做不限。
还可以用门电路搭建实验三 触发器及触发器之间的转换1. D 触发器逻辑功能的测试(上升沿)2. JK 触发器功能测试（下降沿）Q=0Q=0略3. 思考题：（1）（2）（3）略实验四寄存器与计数器1.右移寄存器（74ls74 为上升沿有效）位异步二进制加法，减法计数器（74LS112 下降沿有效）也可以不加数码显示管3.设计性试验（1）74LS160设计7进制计数器（74LS160 是上升沿有效，且异步清零，同步置数）若采用异步清零：若采用同步置数：（2）74LS160设计7进制计数器略（3）24进制83进制注意：用74LS160与74LS197、74LS191是完全不一样的实验五 555定时器及其应用1.施密特触发器输入电压从零开始增加：输入电压从5V开始减小：2.单稳态触发器3.多谢振荡。
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实验３.1１计数、译码和显示电路
一、实验目的:
1．掌握二进制加减计数器的工作原理。
2. 熟悉中规模集成计数器及译码驱动器的逻辑功能和使用方法。
二、实验准备:
1.计数:
计数是一种最简单、最基本的逻辑运算,计数器的种类繁多,如按计数器中触
图3.11.２
另外一种可预计的十进制加减可逆计数器ＣD45１0,用途也非常广,其引脚排列如图 3.11.３所示，其中,E P 为预计计数使能端，in C 为进位输入端，
1P ~4P 为预计的输入端，
out C 为进位输出端,U /D 为加减控制端,R 为复位端，CD4510输入、输出间的逻
辑功能如表3．11．2所示。
表３．11．2:。
２． 译码与显示：
十进制计数器的输出经译码后驱动数码管，可以显示0~9十个数字，CD4５１１是BCD~７段译码驱动集成电路,其引脚排列如图３.11.4所示。
LT 为试灯输入,BI 为消隐输入，LE 为锁定允许输入，A 、B 、
C、D为BＣD码输入,a~g为七段译码。
CＤ4５1１的逻辑功能如表3.11．3所示。
ＬED数码管是常用的数字显示器，分共阴和共阳两种,BS11２201是共阴的磷化镓数码管，其外形和内部结构如图3.11.5所示。
图3.1１.4
图3.11.５
三、计算机仿真实验内容:
１. 计数10的电路：
(1).单击电子仿真软件Ｍultｉｓim7基本界面左侧左列真实元件工具条“ＣＭOS”按钮，从弹出的对话框“Fａmｉly”栏中选“CMＯS_１0V”,再在“Com ｐonent”栏中选取４0９3BD和４０１7ＢD各一只,如图3.１1.6所示,将它们放置在电子平台上。
图３.11.6
(2).单击电子仿真软件Multｉsiｍ7基本界面左侧左列真实元件工具条“Sourcｅ”按钮,从弹出的对话框“Famiｌy”栏中选“ＰOWＥＲ＿SOURCES”，再在“Componｅｎt”栏中选取“VDD”和地线，将它们调出放置在电子平台上。
（3).双击“VDD”图标,将弹出如图3.１１.7所示对话框，将“Ｖoltage”栏改成“10”Ｖ,再点击下方“确定”按钮退出。
图3.１1.7
(4)．单击电子仿真软件Muｌtｉsiｍ7基本界面左侧真实元件工具条“ＤIODE”按钮,从弹出的对话框“Faｍiｌy”栏中选“LED”，再在“Componｅｎt”栏中选取“LED＿ｒｅd”红色发光二极管共１0只,如图３.11.８所示。
将它们调出放置在电子平台上；其它元件调法不再赘述,将所有元件调齐并连成仿真电路如图
3.11.9所
示。
图
３.１1.8
图3.11.9
(5). 先将1J 置低电平,再打开仿真开关,然后再将1J 置高电平，观察发光二极管发光情况,并能解释电路工作原理。
２. 一位计数、译码和显示电路：
(1). 单击电子仿真软件Ｍulti ｓｉm7基本界面左侧左列真实元件工具条“ＣMO Ｓ”按钮,从弹出的对话框“Ｆamily ”栏中选“CMOS_5V ”，再在“Ｃomp ｏnent ” 栏中选取45１0B Ｄ和4511BD 各一只,如图3.11.1０所示，将它们放置在电子平台上。
图３.１１.10
(2). 单击电子仿真软件Mult ｉsim7基本界面左侧左列真实元件工具条“Ｉndi ｃato ｒ”按钮，如图3．11.１0所示，从弹出的对话框“Ｆami ｌy ”栏中选“ＨEX_DI ＳPL ＡY ”，再在“Com ｐｏｎｅｎt ” 栏中选取“ＳE ＶEN ＿SE Ｇ_COM_K ”,如图3．1１.11所示，再点击对话框右上角“ＯK ”按钮,将共阴数码管调出放置在电子平台上。
其它元件调法不再赘述。
图3.１1.10
图3.1１．11
（3)．将所有元件调齐并连成仿真电路如图3．11.１2所示。
图3.11.12
(4）. 打开仿真开关,将1J 置低电平,2J 置高电平，每次将3J 从低电平改变成高电平，观察数码管变化情况；再将2J 置低电平,重复上述实验,并能解释之。
四、实验室操作实验内容：
1． 计数1０的电路：
图3.１1．１3是用两片数字集成电路C Ｄ4０93和CD4017组成计数１0的电路，其中CD4０93为含有施密特触发器的四２输入与非门。
在 T ＨD-１型(或D ａi ｓ-2Ｂ型)数电实验箱上按图3.１1.13接好电路，开关1K 由低电平扳向高电平,观察计数电路输出端发光二极管的变化情况，并解释之。
2．验证译码和显示功能:
在TＨＤ－1型(或Daiｓ-２B型)数电实验箱左上方选一片CD4011和数码管电路，将其下方的D、C、B、A(或8、4、2、1)四个孔分别接到4个钮子开关上，根据表３.1１.3中,D、C、B、A的编码，逐行验证译码和数码管的显示情况，是否和理论上相符?
3.一位计数、译码和显示电路：
(1)．参阅计数集成电路CD4510的管脚排列图3.１1.3(或图3.11.１5)和译码驱动集成电路CD4５１1的管脚排列图3.1１.４(或图３.11．１5)及共阴数码管
图3．１1.１4
(２）.打开实验箱电源开关，先将ＣＤ４510的R端置“1”（复位）,数码管应显示“0”,再将R端置“0”。
（３）.将CＤ4510的D
U/端置“1”，CP端与实验台单次脉冲输出孔相连,每按一次脉冲按钮，观察数码管的变化。
(４)．将CD4510的D
U/端置“0”,CP端与实验台单次脉冲输出孔相连,每按一次脉冲按钮，观察数码管的变化,解释上述现象。
＊3.设计一个两位计数、译码和显示电路：
(1)．利用ＴHD-1型(或Ｄais－2B型)数字电路实验箱左上方的译码显示电路，即CＤ4511与数码管已经接好,只要求用两片CD４５10设计好计数电路,画出完整电路图。
(2).根据设计好的电路图在TＨD-１型(或Dａis－２B型)数字电路实验箱上接好实验电路。
(3).将CP端接实验台上连续脉冲(脉冲频率选１Hz)输出孔,实现自动加或减计数、译码和显示。
五、实验报告要求：
总结整理实验结果，解释计数、译码及显示过程。
六、实验设备及材料：
1. 仿真计算机及Ｍulｔisｉm７软件。
２. THD－1型(或Ｄais-2B型)数字电路实验台。
３. MF-１0型万用表。
4. 电子元件：集成电路:CD40１7一片、CD４093一片、ＣＤ４51０
两片、CD45１1一片；
共阴７段数码管１个;
10０欧姆、５.1ｋ、１０ｋ电阻各一个;
４７uF电容一个。
Multisim数电仿真计数译码和显示电路5. 附：集成电路管脚图。