七进制异步减法计数器.doc

1、沈阳理工大学课程设计专用纸目录摘要.2数字电子设计部分一、课程设计的目的与作用.31.1课程设计的目的.31.2课程设计的作用.3二、七进制异步减法计数器（无效状态为001）.32.1基本原理.32.2系统设计框图.5三、序列信号发生器（000111）.53.1基本原理.53.2设计的总体框图.73.3 运行结果.7四、 组合逻辑函数（）.84.1基本原理.84.2设计的总体框图.84.3运行结果.8五、设计总结和体会.8六、参考文献.8模拟电子设计部分一、 课程设计的目的与作用.9二、 1.1课程设计的目的.91.2课程设计的作用.9二、设计任务、及所用multisim软件环境介绍.92.1

2、设计任务.92.2multisim软件环境的介绍.9三、电路模型的建立，理论分析与计算及仿真结果总结.93.1滞回比较器.93.2反向比例运算电路.12 3.3二级放大电路.14 3.4电压串联负反馈.16四、设计总结和体会.18五、参考文献.19摘要 本次电子课程设计的主要内容分为数字电子部分和模拟电子部分。其中，数字电子部分为七进制异步减法计数器与序列信号发生器（000111）设计；模拟电子部分为长尾式差分放大电路、滞回比较器、积分运算电路、三角波发生电路。本次课程设计很好的将书本知识与现代电子仿真技术相结合，通过本次电子技术课程设计，对书本知识有了更深的理解和更好的掌握。针对电子技术课程

3、设计的特点，本次课程设计采用了加拿大EWB （Electrical Workbench）Multisim软件，既能加强学生对理论知识的掌握及提高解决实际问题的能力, 又能为课堂教学及教学方法和手段的改革增添活力。EDA就是“Electronic Design Automation”的缩写技术已经在电子设计领域得到广泛应用。发达国家目前已经基本上不存在电子产品的手工设计。一台电子产品的设计过程，从概念的确立，到包括电路原理、PCB版图、单片机程序、机内结构、FPGA的构建及仿真、外观界面、热稳定分析、电磁兼容分析在内的物理级设计，再到PCB钻孔图、自动贴片、焊膏漏印、元器件清单、总装配图等生产所

4、需资料等等全部在计算机上完成。EDA技术借助计算机存储量大、运行速度快的特点，可对设计方案进行人工难以完成的模拟评估、设计检验、设计优化和数据处理等工作。EDA已经成为集成电路、印制电路板、电子整机系统设计的主要技术手段。美国NI公司（美国国家仪器公司）的Multisim 9软件就是这方面很好的一个工具。而且Multisim 9计算机仿真与虚拟仪器技术（LABVIEW 8）（也是美国NI公司的）可以很好的解决理论教学与实际动手实验相脱节的这一老大难问题。学员可以很好地、很方便地把刚刚学到的理论知识用计算机仿真真实的再现出来。并且可以用虚拟仪器技术创造出真正属于自己的仪表。极大地提高了学员的学习

5、热情和积极性。真正的做到了变被动学习为主动学习。这些在教学活动中已经得到了很好的体现。还有很重要的一点就是：计算机仿真与虚拟仪器对教员的教学也是一个很好的提高和促进。工程师们可以使用Multisim交互式地搭建电路原理图，并对电路行为进行仿真。Multisim提炼了SPICE仿真的复杂内容，这样工程师无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计，这也使其更适合电子学教育。通过Multisim和虚拟仪器技术，PCB设计工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。关键词：进制、异步、减法、序列、计数器，Multisi

6、m，放大电路。 数字电子部分一、课程设计目的与作用1.1课程设计目的1.学会使用数字电子实验平台2.熟悉各个芯片和电路的接法3.熟练掌握设计触发器的算法4.懂得基本数字电子电路的功能，会分析，会设计二、七进制同步减法计数器（无效状态为001）2.1基本原理状态图 000 111 110 101 010 011 100时序图CP卡诺图：Q1nQ0n Q2n 000111100 111xxx0100001011100110101Q1nQ0n Q2n 000111100 1x0010111Q1nQ0n Q2n 000111100 1x1011010Q1nQ0n Q2n 000111100 1x001

7、1001状态方程：驱动方程：1 2系统设计框图 三、序列信号发生器（000111）3.1设计内容 状态图 /0 /0 /0 /1 /1 000 001 010 101 110 111 /1Q1nQ0n Q2n 000111100 0010111xx卡诺图 输出Y Q1nQ0n Q2n 000111100 0010101000111101000xxxxxx Q1nQ0n Q2n 000111100 1001110xxQ1nQ0n Q2n 000111100 0101100xx Q1nQ0n Q2n 000111100 0010110xx选择触发器： 选用3个CP下降沿触发的边沿JK触发器时钟方程

8、： 输出方程：状态方程： 驱动方程： 3.2设计的电路图3.3运行结果： 灯的亮灭情况000（灭） 001（灭） 010（灭） 011（亮） 100（亮） 101（亮） 000（灭）四，组合逻辑函数（）4.1 基本原理选择译码器 选择3线-8线译码器74LS138写标准与非-与非表达式确认表达式 =C =B =A 4.2 设计的总体框图4.3 运行结果 灯的亮灭情况 ABC控制 000（灭） 001（灭） 010（亮） 011（亮） 100（灭） 101（亮） 110（亮） 111（亮）五、设计总结与体会这次的数电课设让我有好多感受，首先在word中进行卡诺图与状态图输入情况是遇到不少的困难，

9、才发现自己对word的不熟悉，现在让我更一步懂得会用word了。数电课设让我进一步掌握了对数字平台的使用，并且会在multisim软件环境下仿真数电电路。通过自己的实践，懂得一步一步的发现问题解决问题，最后完成了课设。六、参考文献 1.清华大学电子学教研组 杨素行主编数字电子技术简明教程 2.张利萍、王向磊老师编的数字逻辑实验指导书模拟电子部分一、课程设计的目的与作用 1.1课程设计目的1.学会在multisim软件环境下建立模型2.熟悉multisim的基本操作3.熟练掌握multisim设计出的仿真电路4.懂得分析仿真结果1.2课程设计作用 1.滞回比较器 2.反向比例运算电路 3.二级放

10、大电路 4.电压串联负反馈二、设计任务、及所用multisim软件环境介绍 2.1设计任务 1.滞回比较器 2.反向比例运算电路 3.二级放大电路 4.电压串联负反馈 2.2 multisim软件环境介绍Multisim是加拿大推出的基于windows的电路仿真软件，由于采用互交式的界面，比较直观，操作方便，具有丰富的元器件库和品种繁多的虚拟仪器，以及强大的分析功能等特点，因而得到了广泛的应用。针对不同的用户，提供了多种版本，我们所用就是教育版的Multisim。三、电路模型的建立，理论分析与计算及仿真结果总结3.1滞回比较器（1）原理图（2）理论分析与计算由虚短特点知：利用叠加定理可求得同向

11、输入端的电位为：若原来，当逐渐增大时，使从+跳变为-所需的门限电平用表示，由上式可知 =若原来，当逐渐减小时，使从-跳变为+所需的门限电平用表示，由上式可知 =所以门限宽度-=（3）仿真结果 仿真实验结果与理论值相比较,可看出实际值域理论值几乎相等,并且数据之间近似的存在比例系数的关系。即,比例运算电路实现输出电压与输入电压的比例运算。3.2反比例运算电路（1）原理图（2）理论分析与计算 由虚短、虚断的特点可知： 根据上面仿真图可知： 即： 所以，当u1=0、u1=1时，u0=2，u0=4。（3）仿真结果当输入为直流1伏时： 图2.5.1 当输入为交流1伏时： 图2.5.2当输入为直流2伏时：

12、 图2.5.3当输入为交流2伏时：上面我们的理论计算得出的结果是当输入为1伏时输出为-2伏当输入为2伏时输出为-4伏。两者基本相等。3.3二级放大电路（1）原理图（2）理论分析与计算 电路的电压放大倍数的理论计算为将电路参数带入计算：（3）仿真结果 由示波器测得，在输入信号为20Vpp时，输出电压为12.56mV，计算出电路的电压放大倍数为628.这一结果与理论分析基本一致。3.4电压串联负反馈（1）原理图（2）理论分析及计算1.将开关K断开，电路暂不引入级间反馈。（1）利用mulitisim的直流工作点分析功能，测量无级间反馈时两级间放大电路的静态工作点，分析结果如下：(2)加上正弦输入电压

13、，利用虚拟示波器可观察到第一级输出电压波形与输入电压反相，而第二级输出电压波形与输入电压同相。两个放大级的输入波形均无明显的非线性失真。当U i=4.999mv时，利用虚拟仪表可测得U 0=644.624mv。可见，无级间反馈时，两级放大电路总是电压放大倍数为 Au=Uo/Ui=128.95(3)由虚拟仪表测得，无级间反馈时放大电路的输入电阻为Ri=Ui/Ii=1.587kohm(4) 将负载电阻RL开路，测得Uo1=1.298v则放大电路无级间反馈时的输出电阻为1.992kohm2.将k合上，引入电压串联负反馈。（1加上正弦输入电压，游虚拟示波器看到，同样的输入电压之下，输出电压的幅度明显下

14、降，但波形更好，由虚拟仪表测得，当ui=4.996mv时，uo=50.066mv，则引入电压串联负反馈后，电压放大倍数为。Auf=10.015则说明引入负反馈后放大倍数减小了 （2）由虚拟仪表测得，当Ui=4.999mv时，Ii=3.014uA则Rif=1.659kohm可见，引入电压串联反馈后输入电阻高了，但与无级间反馈时的Ri相比，提高不少。引入电压串联负反馈只是提高了反馈环路内的输入电阻Rif，而Rb11和Rb12不在反馈环路内，不受影响，因此总的输入电阻提高不多。（3） 将负载电阻RL开路，测得Uo=51.793mv则Rof=68.989kohm可见，引入电压串联负反馈后，输出电阻降低

15、了。（3）访真结果 电压串联负反馈（K打开） 未引入级间反馈 电压串联负反馈（K合上） 四.仿真总结和体会 通过这次的模电课设，让我熟练掌握了应用multisim软件进行电路的仿真实验，从而看到了好多具体电路的实现过程，同时体会到了动手的快乐。作为一名电子信息工程专业的学生来说，掌握连接电路图，设计和分析电路是很重要的，或许我们以后从事的工作就是和电路有关，需要我们自己分析处理，学会仿真，这样给我们会带来方便。而且模电在生产生活中也是很重要的，在这次课设中，真的学到很多，而且也得到了许多同学的帮助，通过这次课设我真的学到了很多东西。五、参考文献 1.清华大学电子学教研组 杨素行主编模拟电子技术简明教程 2.西安电子科技大学出版multisim及其在电子设计中的应用第18页 共20页