基于multisim软件的电路仿真设计.doc

本科毕业设计说明书（论文）第页共NUMPAGES38页1绪论由于集成电路制造技术的发展日新月异，电子电路的设计日趋复杂。为了能在设计电路实现之前，了解环境因素对电路的影响，我们可以利用电脑辅助软件进行电路模拟与分析设计，并进行输入与输出信号响应的验证，可以有效地节省产品开发的时间与成本。因此，本文利用了multisim软件进行了电路仿真。1.1课题背景倒计时系统从原理上讲是一种典型的数字电路，其中包括了组合逻辑电路和时序电路。目前，倒计时系统的功能越来越强，且有多种专门的大规模集成电路可供选择。学会制作倒计时系统，可以进一步的了解各种中小规模集成电路的作用并掌握实用方法和各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法。1.2Multisim软件的应用EDA技术是现代电子工业中不可缺少的一项技术，是电类专业学生就业的基本条件之一。Multisim软件把实验过程涉及到的电路、仪器以及实验结果等一起展现在使用者面前，在使用过程中就像在实验室中进行，电路参数调整方便，绝不束缚思维想象和电路创新。Multisim软件可以用于几乎包含电类专业的所有学科的仿真教学，例如：电工基础、电路、低频电路、高频电路、脉冲与数字电路、电视机电路、音响电路、电子测量电路、射频电路、机电电路、模拟电子技术课程设计、数字电路课程设计以及综合课程设计等。Multisim软件仿真元器件多，大约一万六千多个，其中包含各种信号源库、基本元件库、晶体二极管库、晶体三极管库、运放库、TTL器件库、CMOS器件库、单元逻辑器件库及可编程逻辑器件库、数字模拟混合库、指示元件库、杂散元器件库、数学控制模型库、机电元件库。仿真仪器仪表使用方便，约束条件少。在仿真中步骤如下：①根据原理图放置元器件；②连接导线；③单击仿真开关进行仿真；④利用虚拟仪器仪表观察仿真结果[1]。1.3倒计时显示系统的应用倒计时显示系统的计时装置广泛用于大型活动场所，成为人们日常生活中不可缺少的显示设备。其中倒计时数字系统分为两部分，一部分是实现时、分、秒计时的功能的作用，另外一部分是实现日期的倒计，起到倒计时显示功能的作用。2设计目的和要求指标设计任何产品，都要有每个产品的设计目的和要求指标，这样在设计的时候，就能够围绕着目的和指标进行有效的设计。2.1设计目的掌握倒计时显示系统的设计、组装与调试方法。设计一款多功能倒计时显示系统，必须要明确所要实现的目的。倒计时系统电路是由主体电路和部分电路两部分构成，在整个倒计时系统中，基本功能部分由主体电路实现，校准功能由部分电路实现。校准电路的作用非常关键，其作用是在时间不准的情况下，进行及时的校正并能设置正确时间参数。校准电路的功能实现，需要由555定时器电路给其提供一个基准脉冲。一般倒计时系统设计中，秒的校准电路可以不必设计。2.2设计要求指标在整个系统中，设计指标非常重要，能否达到指标，就能说明所设计的产品是否合格的关键。在本次设计中，所要实现的指标为：能够正确数字显示所有的时间参数；利用555定时器制作一个产生标准频率1Hz的脉冲信号电路；分与秒的计数要求为60进制，时的计数要求为24进制，天的计数方式要求为递减功能；并且在电路中的天、时、分能够实现快速的校准[4]。3逻辑电路知识本次设计中，主要利用数字电路进行设计，所以在设计前，必须要了解一些基本逻辑电路知识，这样在设计的时候能够更好的设计出所要的产品，减少不必要的设计。3.1数制在表示数时，仅用一位数码管往往是不够用的，必须用进位计数的方法组成多位数码。多位数码每一位的构成以及从低位到高位的进位规则称为进位计数制，简称进位制。日常生活中，最常用的进位数制是十进制。而在数字系统中，多采用二进制数，有时也采用八进制数或十六进制数。二进制代码不仅可以表示数值，而且可以表示符号及文字，使信息交换灵活方便。BCD码是用4位二进制代码代表1位十进制数的编码，有多种BCD码形式，最常用的是8421BCD码。倒计时显示系统设计用到的计数器只识别二进制数[2]。3.1.1十进制十进制特点是“逢十进一”，有0，1，2，3，4，5，6，7，8，9十个数码。一个数的大小决定于数码的位置，即数位。例如十进制数1995可写成展开式：1995=1*103+9*102+9*101+5*1003.1.2二进制二进制数的特点是“逢二进一”，只有0，1两个数码。从二进制数的特点可以看到它具有的优点。第一，只有两个数码，只需反映两种状态的元件就可表示一位数。因此，构成二进制数电路的基本单元结构简单。第二，储存和传递可靠。第三，运算简便，所以在计算机中都使用二进制数。3.1.3十六进制用二进制表示一个较大的数，位数太多，书写和阅读均不方便，因此在计算机中还常常使用十六进制数。十六进制的特点是“逢十六进一”，有0-9，A-