Mulitisim10 仿真RS觸發(fā)器的不定狀態(tài)的教學體會

陳伏華

摘要：運用Mulitisim軟件分析RS觸發(fā)器的特性表對應(yīng)的四種工作狀態(tài)，更好地驗證RS觸發(fā)器不定狀態(tài)的產(chǎn)生過程。

關(guān)鍵詞：Mulitisim10 仿真，RS觸發(fā)器，不定狀態(tài)。

中圖分類號：TN79文獻標志碼：A文章編號：2095-9214（2015）06-0162-02

觸發(fā)器是構(gòu)成時序邏輯電路的基本單元。而所有的觸發(fā)器均是從基本RS觸發(fā)器演變而來，講時序邏輯電路的第一課就是從RS觸發(fā)器開講。觸發(fā)器的特性可用特性表及特征方程描述。不管是特性表還是特征方程，均會提到SD，RD若同時出現(xiàn)為零的狀況，RS觸發(fā)器會出現(xiàn)不定狀態(tài)1的情形。由于受實驗儀器的約束，不能通過實驗對RS觸發(fā)器的輸出波形進行驗證。信號發(fā)生器也不能同時產(chǎn)生多路的同步信號，雙蹤示波器也無法同時觀察兩路輸入及兩路輸出的波形。運用Mulitisim軟件仿真就可解決上述問題。

一、基本RS觸發(fā)器的結(jié)構(gòu)及工作原理

由兩個二輸入的與非門就可組成基本RS觸發(fā)器，將兩個與非門的輸出相互接回另一個與非門的輸入，這樣就可組成RS觸發(fā)器。如圖1示，圖（a）是結(jié)構(gòu)圖，而圖（b）是電路圖符號。

二、Multisim10仿真RS觸發(fā)器的工作過程

RS觸發(fā)器的不定狀態(tài)讓學生難理解，由于受實驗儀器的約束，不能通過實驗對RS觸發(fā)器的輸出波形進行驗證。信號發(fā)生器也不能同時產(chǎn)生多路的同步信號，雙蹤示波器也無法同時觀察兩路輸入及兩路輸出的波形。而Multisim10仿真RS觸發(fā)器的工作原理，可形象直觀描述基本觸發(fā)器置發(fā)器置0，置1的過程，還可仿真不定狀態(tài)產(chǎn)生的過程。其仿真的過程如下：

1.首先建立仿真電路。信號發(fā)生器采用Multisim10軟件里虛擬儀器的字發(fā)生器，字發(fā)生器可同時產(chǎn)生32路輸出信號，故字發(fā)生器有0-31號的32個輸出腳，對應(yīng)0-31位的二進制信號輸出。而32路信號均是可根據(jù)用戶的需要而任意設(shè)定的。在這RS觸發(fā)器電路里，因為只需要R、S的兩路輸入信號，故只需要設(shè)定低2位的信號送給觸發(fā)器的輸入端。觀察并測量信號則采Multisim10軟件里虛擬儀器的四通道示波器，可同時觀察兩路輸入與輸出。而RS觸發(fā)器則采用Multisim10元件庫里的74LS00D連接而成，故建立仿真電路如圖示。

2.仿真。仿真前先要對字發(fā)生器的參數(shù)進行設(shè)置，雙擊字發(fā)生器，彈出對話框，設(shè)置參數(shù)如圖3示，在這兒說明一下，字發(fā)生器的數(shù)據(jù)產(chǎn)生，要改成如圖3所示的數(shù)據(jù)，首先要先點開字發(fā)生器的對話框下的“設(shè)置”，將數(shù)據(jù)保存成圖片文檔，然后再點“加載”將剛保存的圖片數(shù)據(jù)加載進來。就可變成如圖3所示的對話框。這組字的含義雖然是以十六進制的形式表示，如果轉(zhuǎn)為二進制形式最低兩位分別為00，01，10，11，00，11，01，這組二進數(shù)據(jù)分別轉(zhuǎn)為高低電平送到了RS觸發(fā)器的兩端，即仿真了RS觸發(fā)器的輸入端各種不同的輸入狀態(tài)。然后，對數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)起始位與數(shù)據(jù)最末位的設(shè)置，其它的設(shè)置如圖3示就可以了。關(guān)于示波器的設(shè)置如圖4就可以了。當四通道的信號會重疊時可調(diào)整Y的位置。接著就可打開仿真開關(guān)，點開字發(fā)生器的循環(huán)控制方式。示波器就會顯示圖4所示窗口的波形了。當然也可以用Step的方式將數(shù)據(jù)一個一個輸入，讓波形一步一步顯示出來。

對于圖4所示的波形，即RS由11經(jīng)00再變成11時，觸發(fā)器的輸出端就出現(xiàn)了一系列1與0跳變的脈寬很窄的矩形脈沖。這就是不定狀態(tài)。只要RS觸發(fā)器的兩端的高電平不消失，觸發(fā)器的輸出端就維持不定狀態(tài)的矩形脈沖。

三、總結(jié)

經(jīng)過仿真驗證了RS觸發(fā)器的SD，RD四種輸入即00，01，10，11狀態(tài)下，觸發(fā)器的輸出情況。也解除了不定狀態(tài)下的疑惑。

（作者單位：廣東省華立技師學院）

參考文獻：

[1]《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》，清華大學電子學教研組閻石主編，高等教育出版社，2006年5月第5版，書號ISBN978-7-04-019383-1。

[2]《Multisim 10電路仿真及應(yīng)用》，張新喜、許軍等主編。機械工業(yè)出版社。書號ISBN978-7-111-29306-4。