基于Multisim與邏輯門電路的七十七進(jìn)制計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)

呂萌 趙敏

摘要：Multisim是一款穩(wěn)定性強(qiáng)，操作簡單的電子設(shè)計(jì)軟件。本文利用該軟件，以設(shè)計(jì)77進(jìn)制計(jì)數(shù)器為例，來說明Multisim軟件在電子設(shè)計(jì)與電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域的強(qiáng)大功能。

關(guān)鍵詞：74LS160 Multisim 計(jì)數(shù)器

1 Multisim軟件簡介

Multisim是美國國家儀器（NI）有限公司推出的以

Windows為基礎(chǔ)的仿真工具，適用于在板級(jí)的模擬/數(shù)字電路板的設(shè)計(jì)工作。該仿真工具包含了電路原理圖中的圖形輸入、電路硬件描述語言輸入方式，仿真分析能力得到了業(yè)界的一致認(rèn)可。

2 77進(jìn)制計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)

2.1 74LS160說明

74LS160是一種LSTTL型同步、可編程的十進(jìn)制計(jì)數(shù)器（直接清零），適用于快速計(jì)數(shù)的內(nèi)部超前進(jìn)位以及n位級(jí)聯(lián)的進(jìn)位輸出，它設(shè)有置數(shù)控制線，二極管箝位輸入，支持同步計(jì)數(shù)和清零功能。

這種同步可預(yù)置十進(jìn)計(jì)數(shù)器由圖1所示的4個(gè)D型觸發(fā)器和若干個(gè)門電路組成。內(nèi)部設(shè)超前進(jìn)位，能夠滿足計(jì)數(shù)、置數(shù)、禁止、直接（異步）清零等操作要求。在觸發(fā)器上裝配同步時(shí)鐘，使得當(dāng)計(jì)數(shù)使能輸入和內(nèi)部門發(fā)出指令時(shí)輸出變化協(xié)調(diào)一致，以此達(dá)到同步計(jì)數(shù)的效果。以這種模式運(yùn)行，就不會(huì)產(chǎn)生在非同步（脈沖時(shí)鐘）計(jì)數(shù)器中高頻率發(fā)生的輸出計(jì)數(shù)尖峰。緩沖時(shí)鐘輸入會(huì)在時(shí)鐘輸入上升沿觸發(fā)所有觸發(fā)器。

這種計(jì)數(shù)器支持可編程功能，可在任一電平上設(shè)置輸出參數(shù)。同步預(yù)置會(huì)在置數(shù)輸入上建立一禁止計(jì)數(shù)的低電平，在下一個(gè)時(shí)鐘后，輸出會(huì)與使能輸入的電平建立起一致的數(shù)據(jù)參數(shù)。清除是異步的（直接清零），不論輸入為何電平，均要清除輸入端的低電平，按照低電平的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置所有觸發(fā)器的輸出參數(shù)。超前進(jìn)位電路僅憑ENP、ENT計(jì)數(shù)使能輸入和一個(gè)動(dòng)態(tài)進(jìn)位輸出，就可以級(jí)聯(lián)出n位同步應(yīng)用的計(jì)數(shù)器，不須另加門。兩個(gè)計(jì)數(shù)使能輸入只有在高電平狀態(tài)下才能正常計(jì)數(shù)，并且要求ENT使能輸入一定是正反饋，目的是為使能動(dòng)態(tài)進(jìn)位輸出創(chuàng)設(shè)先決條件。因而被使能的動(dòng)態(tài)進(jìn)位輸出會(huì)產(chǎn)生一寬度與QA輸出高電平類似的高電平輸出脈沖。此高電平溢出進(jìn)位脈沖能夠用于使能其后的所有串聯(lián)級(jí)。另外，時(shí)鐘輸入不會(huì)干擾兩個(gè)計(jì)數(shù)使能輸入的跳變。

電路有全獨(dú)立的時(shí)鐘電路。轉(zhuǎn)變運(yùn)行模式的控制輸入（使能ENP、ENT 或清零），即便有所變動(dòng)，到時(shí)鐘發(fā)生時(shí)，也不會(huì)產(chǎn)生干擾因素。計(jì)數(shù)器的使能、置數(shù)、計(jì)數(shù)等功能都必須根據(jù)穩(wěn)態(tài)建立時(shí)間與保持時(shí)間的相關(guān)要求而定。

2.2 電路設(shè)計(jì)與仿真

除了使用74LS160芯片外，采用峰值為5V，頻率為10Hz的時(shí)鐘信號(hào)；顯示部分使用BCD七段顯示器；使用+5V的供電電源，并使用若干門電路74LS09與74LS10來連接反饋信號(hào)的輸入和輸出，從而實(shí)現(xiàn)同步清零。

3 總結(jié)

通過在Multisim軟件利用74LS160芯片和若干門電路進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，該電路能順利地實(shí)現(xiàn)77進(jìn)制計(jì)數(shù)功能，在日常生活中可以利用該電路實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)器功能。因此，Multisim軟件可以簡單快捷地設(shè)計(jì)出任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器。

參考文獻(xiàn)：

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[3]喬琳君.基于74LS160的N進(jìn)制計(jì)數(shù)器仿真設(shè)計(jì)[J].電子設(shè)計(jì)工程，2013（24）.

作者簡介：

呂萌（1985-），男，碩士研究生，助教，鶴壁汽車工程職業(yè)學(xué)院任教，研究方向：電子技術(shù)產(chǎn)品研發(fā)。