基于multisinl的設(shè)備報(bào)警計(jì)數(shù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真

季麗琴

摘要：本文基于Muhisim平臺(tái)設(shè)計(jì)了一個(gè)設(shè)備開關(guān)違反通電規(guī)則下的集報(bào)警功能與報(bào)警計(jì)數(shù)功能為一體的系統(tǒng)。該系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的設(shè)備有三個(gè)開關(guān)A、B、c，只有開關(guān)A接通的條件下，開關(guān)B才可通電，開關(guān)c只有在開關(guān)B接通的條件下才可通電。若違反上述規(guī)則，則設(shè)備發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并將該信號(hào)送入計(jì)數(shù)電路，實(shí)現(xiàn)設(shè)備報(bào)警次數(shù)的記錄。

關(guān)鍵詞：Muhisim;計(jì)數(shù)器;74LS00;74LSl60

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2019）33-0247-02

某設(shè)備有三個(gè)開關(guān)A、B、C，其通電規(guī)則如下：只有開關(guān)A接通的條件下，開關(guān)B才可通電，開關(guān)c只有在開關(guān)B接通的條件下才可通電，若違反上述規(guī)則，則設(shè)備發(fā)出報(bào)警信號(hào)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備報(bào)警功能。在設(shè)備發(fā)出報(bào)警信號(hào)后，將此信號(hào)接入計(jì)數(shù)電路，便可實(shí)現(xiàn)報(bào)警次數(shù)的記錄。本文設(shè)計(jì)的設(shè)備報(bào)警計(jì)數(shù)系統(tǒng)是基于multisim軟件平臺(tái)實(shí)現(xiàn)的。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，設(shè)計(jì)的報(bào)警計(jì)數(shù)系統(tǒng)運(yùn)行正確。

1設(shè)備報(bào)警功能的實(shí)現(xiàn)

在已知設(shè)備開關(guān)的通電規(guī)則的前提下，假設(shè)開關(guān)A為變量A，開關(guān)B為變量B，開關(guān)c為變量C，輸出報(bào)警信號(hào)為變量Y，則可以根據(jù)組合邏輯電路的分析方法，首先可列出相關(guān)真值表，再通過真值表寫出相應(yīng)的邏輯表達(dá)式，然后對(duì)表達(dá)式進(jìn)行公式法或卡諾圖化簡(jiǎn)，并基于74LSOO輸入與非門得到最簡(jiǎn)與非一與非表達(dá)式。最后根據(jù)最簡(jiǎn)與非一與非式得到邏輯仿真圖。

1.1列出真值表

表1為設(shè)備報(bào)警功能的真值表。

1.2化簡(jiǎn)表達(dá)式

根據(jù)表1可以得到，再利用公式法將其化簡(jiǎn)為。然后對(duì)該表達(dá)式進(jìn)行兩次取反，并根據(jù)摩根定律化簡(jiǎn)為最簡(jiǎn)的與非一與非式，從該表達(dá)式可以看出，需要5個(gè)與非門來完成。

1.3邏輯仿真圖

打開Muhisim軟件，單擊工具條上的“Place Basic”按鈕，從彈出的對(duì)話框中選取3個(gè)單刀雙擲開關(guān)SPDT放置于工作面上。再單擊工具條上的“Place TTL”，調(diào)出5組74LSOO。最后，點(diǎn)擊“Place Indicator”，調(diào)出探針（顏色可以任選），以其亮代表報(bào)警，以其滅代表未報(bào)警。將各元器件進(jìn)行相連，單擊仿真按鈕即可觀察效果。其仿真圖如圖l所示。

2報(bào)警計(jì)數(shù)功能的實(shí)現(xiàn)

2.1基于74LSl60的計(jì)數(shù)電路

74LSl60芯片為同步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，本系統(tǒng)的計(jì)數(shù)電路正是以基于74LS160實(shí)現(xiàn)的十進(jìn)制計(jì)數(shù)電路為例，其相關(guān)邏輯電路圖如圖2所示，Q_DQ_CQ_BQ_A=1010，利用異步清零法，找到高電平位Q_DQ_B，將這兩個(gè)位通過74LSOO連接至清零端。若有需要兩位數(shù)計(jì)數(shù)或更大位數(shù)計(jì)數(shù)，則另需設(shè)計(jì)。

2.2將報(bào)警信號(hào)接入計(jì)數(shù)電路

為實(shí)現(xiàn)報(bào)警信號(hào)的計(jì)數(shù)功能，本文將圖2中接人時(shí)鐘的5HZ 5v脈沖信號(hào)進(jìn)行修改，且同時(shí)將圖1中的輸出探針去除，即其圖1的輸出線路直接與74LS160的時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行相連，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備報(bào)警信號(hào)的計(jì)數(shù)功能。具體如圖3所示。

2.3報(bào)警計(jì)數(shù)功能的分析

假設(shè)設(shè)置設(shè)備開關(guān)A、B、c的狀態(tài)為001時(shí)，報(bào)警信號(hào)Y=I（進(jìn)行報(bào)警，為高電平），在此基礎(chǔ)上，再設(shè)置開關(guān)A、B、C的狀態(tài)為100時(shí)，報(bào)警信號(hào)Y=0（不報(bào)警，為低電平），可以看出，報(bào)警信號(hào)從高電平變?yōu)榱说碗娖?，從而形成了一次脈沖信號(hào)，即進(jìn)行了一次報(bào)警計(jì)數(shù)的記錄。以此類推，當(dāng)開關(guān)A、B、C的狀態(tài)為101時(shí)，報(bào)警信號(hào)Y=I（進(jìn)行報(bào)警，為高電平），在此基礎(chǔ)上，再設(shè)置開關(guān)A、B、c的狀態(tài)為100時(shí)，報(bào)警信號(hào)Y=0（不報(bào)警，為低電平），也可形成一次脈沖信號(hào)，進(jìn)行一次報(bào)警。通過不斷地實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)報(bào)警信號(hào)Y由0變?yōu)?時(shí)不可形成脈沖信號(hào)，即不進(jìn)行計(jì)數(shù)，只有當(dāng)報(bào)警信號(hào)Y由1變?yōu)?時(shí)，才可進(jìn)行計(jì)數(shù)。

3結(jié)束語

本文設(shè)計(jì)的設(shè)備報(bào)警計(jì)數(shù)系統(tǒng)是基于Multisim完成的，該系統(tǒng)包含兩大功能，即報(bào)警和計(jì)數(shù)。報(bào)警功能是基于74LS00的基礎(chǔ)上，通過列出真值表，化簡(jiǎn)表達(dá)式等步驟完成的。計(jì)數(shù)功能則是基于74LS160完成的。最后將報(bào)警功能電路和計(jì)數(shù)功能電路進(jìn)行相連，完成了最終的設(shè)備報(bào)警計(jì)數(shù)系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)證明，該系統(tǒng)運(yùn)行正確、穩(wěn)定。