数电课设基于74153的组合电路

1、成 绩 评 定 表学生姓名王菲班级学号1303030307专 业电子信息工程课程设计题目数字电子课程设计评语组长签字：成绩日期 20 年 月 日课程设计任务书学 院信息科学与工程学院专 业电子信息工程学生姓名王菲班级学号 1303030307课程设计题目1.三位二进制加法计数器（无效态：000，110）2.用multisim设计一个基于74153的组合电路 3.12及10进制可控计数器的设计实践教学要求与任务:1) 采用实验箱设计、连接、调试三位二进制计数器。2) 采用multisim 仿真软件实现中规模集成电路组合电路（译码器及数据选择器）。3) 采用multisim 仿真软件建立复杂的计数

2、器电路模型；4) 对电路进行理论分析；5) 在multisim环境下分析仿真结果，给出仿真时序图；6) 撰写课程设计报告。工作计划与进度安排:第1天：1.布置课程设计题目及任务。2.查找文献、资料，确立设计方案。第2天： 在实验室中设计、连接、调试三位二进制计数器电路。第3天：1. 安装multisim软件，熟悉multisim软件仿真环境。在multisim环境下建立电路模型，学会建立元件库。2. 对设计电路进行理论分析、计算。3. 在multisim环境下仿真电路功能，修改相应参数，分析结果的变化情况。第4天：撰写设计报告。第5天：1. 课程设计结果验收。2. 针对课程设计题目进行答辩。3

3、. 完成课程设计报告。指导教师： 2015年 月 日专业负责人：2015 年 月 日学院教学副院长：2015 年 月 日VI目录1设计目的与作用11.1设计目的及设计要求11.2设计作用12 设计任务13 三位二进制加法计数器的设计13.1设计原理13.2设计过程24 用multisim设计一个基于74153的组合电路44.1 设计原理44.2设计过程55 12及10进制可控计数器的设计65.1 设计原理65.2 设计过程66 仿真结果分析76.1三位二进制加法计数器仿真76.2 74153的组合电路的结果分析116.3 12及10进制可控计数器仿真127设计总结138.参考文献141设计目的

4、与作用1.1设计目的及设计要求根据设计要求设计三位二进制加法计数器，串行序列检测器及12和10进制可控计数器，加强对数字电子技术的了解，巩固课堂上学到的知识，了解计数器，串行序列检测器的工作原理。1.2设计作用通过电路箱及multisim仿真软件的使用，可以使我们对计数器及串行检测器有更深的理解，并且学会分析仿真结果，与理论结果作比较。加强了自我动手动脑的能力。2 设计任务1.三位二进制加法计数器（无效态：000，110）2.串行序列检测器（检测序列：0110）3.12及10进制可控计数器的设计及仿真3 三位二进制加法计数器的设计 3.1设计原理设计一个三位二进制同步加法计数器，要求无效状态为

5、000,110001 010 011 100 101 111 图3.1.1 状态图 排列 3.2设计过程(1)选择触发器，求时钟方程、输出方程和状态方程a选择触发器由于JK触发器的功能齐全，使用灵活，在这里选用3个CP下降沿触发的边沿JK触发器。b求时钟方程采用同步方案，故取 CP是整个要设计的时序电路的输入时钟脉冲。c求状态方程由3.1所示状态图可直接画出电路次态卡诺图。再分解开便可以得到如图各触发器的卡诺图 Q1nQ0n Q2n 00 01 11 10xxx010100011101111001xxx 图3.2.1 次态卡诺图 Q1nQ0n Q2n 00 01 11 10x010110x 图

6、3.2.2 的卡诺图 Q1nQ0n Q2n 00 01 11 10x101010x 图3.2.3 的卡诺图 Q1nQ0n Q2n 00 01 11 10x001111x 图3.2.4 的卡诺图状态方程 （2）求驱动方程JK触发器的特性方程为 （3）画逻辑电路图根据所选用的触发器和时钟方程，输出方程，驱动方程，便可以画出如图所示的逻辑电路图。图3.2.5 三位二进制同步加法计数器逻辑电路（4）检查电路能否自启动，可见在CP操作下都能回到有效状态，电路能够自启动。4 用multisim设计一个基于74153的组合电路 4.1 设计原理逻辑表达式：图4.1 4选1数据选择器74153表1 74153

7、的真值表 4.2设计过程(1) 写标准与或表达式安排好变量排列顺序，写出函数F的标准与或表达式 4选1数据选择器输出信号的标准与或表达式为（2） 确定数据选择器输入变量的表达式比较两个表达式，寻找它们相等的条件，确定比较器各输入变量的表达式。函数变量按A、B、C顺序排列，保持A、B在表达式中的形式，变换Y 选择器输出信号的表达式为比较F和Y的表达式，显然两者相等的条件是、74153仿真连线图如图3所示图3 74153仿真连线图5 12及10进制可控计数器的设计 5.1 设计原理采用集成161芯片做N进制计数器，若制成12-10进制可控计数器，在同一芯片，分别用同步清零，异步置数端归零。 5.2

8、 设计过程1. 12进制计数器，同步置数端清零(1)写出的二进制代码 (2)求归零逻辑 2. 10进制计数器，异步清零端清零(1)写出的二进制代码 (2)求归零逻辑 3. 画连线图采用适当的与门，与非门及161芯片连接12-10进制可控计数器，连接图如下图5.2.1 十二及十进制可控计数器逻辑电路图4. 如电路图所示，当闭合开关时，电路为十进制计数器，CLR为清零端；当断开开关时，电路为十二进制计数器，LOAD为清零端；6 仿真结果分析 6.1三位二进制加法计数器仿真对电路分别置“1”置“0”后，开始自动计数，计数状态如下，因无效状态为000,110，所以不会出现此两种状态。图6.1.1 状态

9、001图6.1.2 状态010图6.1.3 状态011图6.1.4 状态100图6.1.5 状态101图6.1.6 状态111 6.2 74153的组合电路的结果分析74153数据选择器非常简单实现了组合逻辑函数，设计过程也比较简单，一般的单输出信号的组合逻辑问题都可以用数据选择器解决。仿真效果图如图6.2.1及图6.2.2图6.2.1 仿真效果图图6.2.1 仿真效果图F的输出表如表2所示表2 F的输出表 6.3 12及10进制可控计数器仿真如图所示，电路接入一个非门，在非门两侧分别接CLR与LOAD端，这样，通过控制开关闭合就可实现对十二及十进制计数的控制，当开关闭合时实现十进制，开关断开

10、时实现十二进制。 图6.3.1十进制计数仿真结果 图6.3.2十二进制仿真结果7设计总结通过数字电子技术课程设计的学习与实践我们能更好的了解相关数字元件的功能，并会设计相关电路。在设计过程中要有探索精神，遇到问题要勤于尝试敢于发现错误并改正错误。同时要注重和同学的交流合作达到相互进步，共同成长的目的。我还学会了把平时学习的理论知识和实际操作很好的联系起来，增强了自己的电路设计能力，初步形成了软件工程理念，对自己所学的知识有了更清晰的认识。同时意识到了自己今后学习的大方向。我意识到在以后的学习中，自己必须加强对新生事物的探索能力，要尝试独立完成一些基本学习内容。要注重细节,在不断的学习中培养严谨的求学态度,严格要求自己,认真对待学习中遇到的问题。同时通过本课程设计，使更深更精地了解数字电子技术的基础知识，电路分析与计算的基本方法，通过利用Multisim软件，对电路进行一系列分析，仿真，更将抽象的理论知识与实际电路设计结合在一起，加深了对数字电子中一些基本定理的理解与运用。也初步掌握了进行试验的基础技能，相信一定能为我们以后的学习打下一个坚实的基础，也使我们在综合性这一环节得到了很到的锻炼，对所学的理论知识进行了进一步的扩展与应用，也对课程理论和课程实验的综合和补充。培养了我们综合运用基础理论知识和专业知识解决实