譯碼器及多路選擇器的使用（ EDA 仿真） 實(shí)驗(yàn)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br>1. 掌握Multisim電子電路仿真軟件的使用，并能進(jìn)行電路分析和仿真。
2. 掌握組合邏輯電路的設(shè)計(jì)方法。
3. 掌握多路選擇器集成電路的使用，利用其實(shí)現(xiàn)邏輯電路的設(shè)計(jì)。
二、實(shí)驗(yàn)說明
Multisim是一種電子電路仿真軟件，利用它提供的各種元件及儀表進(jìn)行
計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，從而可以快速、高效地對(duì)電路進(jìn)行設(shè)計(jì)和分析。下面利用

圖1 74LS138 譯碼器的測(cè)

如圖1 所示測(cè)試138 譯碼器的例子對(duì)軟件的使用作簡(jiǎn)單的說明。
第一步，打開軟件熟悉界面。雙擊Multisim 2001圖標(biāo)，或點(diǎn)擊Windows
“開始”菜單中的Multisim 2001，啟動(dòng)該程序，可以看到如圖2 所示的操
作界面。
從中可以看出，Multisim的操作界面主要由菜單欄、工具欄、使用中的
元件列表(In Use List) 、仿真開關(guān)、元件庫(kù)、儀表庫(kù)、電路工作區(qū)和狀態(tài)欄
等項(xiàng)組成。
第二步，選取元件及元件使用。選取元件最直接的方法是從元件庫(kù)中選取。元件庫(kù)中包括14 個(gè)元件分類庫(kù)，通常放置在電路窗口的左邊（如圖
2），14個(gè)元件庫(kù)按鈕從上到下依次為：電源庫(kù)（Sources）、基本元件庫(kù)（Basic）、
二極管庫(kù)（Diodes）、晶體管庫(kù)（Transistors）、模擬元件庫(kù)（Analog）、TTL
庫(kù)（TTL）、CMOS庫(kù)（CMOS）、各種數(shù)字元件庫(kù)

圖2 Multisim 2001 的操作界面

圖3 74LS138 的選取
（Misc Digital）、混合器件庫(kù)（Mixed）、指示器件庫(kù)（Indicators）、其它器
件庫(kù)（Misc）、控制器件庫(kù)（Controls）、射頻元件庫(kù)（RF）和機(jī)電類器件庫(kù)
（Electro-Mechanical）。

在本例中，所用的元件有：一個(gè)74LS138、三個(gè)單刀雙擲開關(guān)、八個(gè)指示燈以及代表高低電平的輸入電源信號(hào)，下面以138 的取用為例來說明元件的選取。首先明確138 所在元件庫(kù)為TTL庫(kù)，然后將鼠標(biāo)指向TTL元件庫(kù)，打開元件庫(kù)選中74LS，再?gòu)膸?kù)中找到并雙擊74LS138，如圖3 所示。選中的元件將會(huì)掛在鼠標(biāo)上，這時(shí)可以將其放置在電路窗口的合適位置上。其余的元件按照同樣的方法選取，就不一一敘述了，其中單刀雙擲開關(guān)在基本元件庫(kù)，指示燈在指示器件庫(kù)，輸入電源信號(hào)在電源庫(kù)。
取出的元件參數(shù)如果需要編輯，只需雙擊該元件，在打開的對(duì)話框中進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置即可。例如指示燈的電壓可設(shè)置成4.5V。
元件的復(fù)制、刪除與旋轉(zhuǎn)等操作可用編輯菜單中的命令來完成，也可以
選擇快捷菜單中的相關(guān)選項(xiàng)來完成?？旖莶藛慰赏ㄟ^點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵來打開，
如圖4。
第三步，電路的連接。將所需的元件放在電路工作區(qū)中后，接下來就
要連接電路了。一般有如下兩種連接情形：
1. 兩元件之間的連接：將鼠標(biāo)指針移近所要連接的元件引腳一端，
當(dāng)出現(xiàn)一個(gè)小黑點(diǎn)時(shí)，點(diǎn)擊并拖動(dòng)指針至另一元件的引腳，再次出現(xiàn)小黑點(diǎn)
時(shí)點(diǎn)擊，系統(tǒng)即自動(dòng)連接這兩個(gè)引腳之間的線路，如圖5（a）所示。
2. 元件與某一線路的中間連接：從元件引腳開始，指針指向該引
腳并點(diǎn)擊，然后拖向所要連接的線路上再點(diǎn)擊，系統(tǒng)不但自動(dòng)連接這兩個(gè)點(diǎn)，
同時(shí)在所連接線路的交叉點(diǎn)上自動(dòng)放置一個(gè)接點(diǎn)，如圖5（a）所示。對(duì)于

兩條線交叉而過的情況，不會(huì)產(chǎn)生連接點(diǎn)。
按以上方法連接完電路后，將電路保存，以便于電路的調(diào)試和仿真。
第四步，電路的仿真。啟動(dòng)操作界面右上角的仿真開關(guān)，或者按F5鍵，
若電路科學(xué)性無(wú)誤，仿真則不會(huì)顯示出錯(cuò)提示，否則應(yīng)依照出錯(cuò)提示改正后
再進(jìn)行仿真。若需用儀器對(duì)電路進(jìn)行測(cè)試，則將儀器接入電路中相應(yīng)的測(cè)試
點(diǎn)，仿真開始后，雙擊儀器使其面板放大，再按需要調(diào)整儀器的設(shè)置，顯示
出完整的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。仿真一段時(shí)間后，最好關(guān)閉仿真開關(guān)，或者再次按F5
鍵，來進(jìn)行靜態(tài)分析，需要時(shí)再打開仿真開關(guān)。如果在仿真過程中想暫停，
可用鼠標(biāo)左鍵單擊仿真開關(guān)右方的暫?？?，或者按F6鍵；再單擊一次可恢
復(fù)仿真。
第五步，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的保存?？蓪?shí)驗(yàn)結(jié)果保存為兩種格式：一種是*.msm文件，以便于在軟件環(huán)境下打開而進(jìn)行進(jìn)一步的仿真和調(diào)試；另一種是文本格式文件或圖形文件，這種文件可以在沒有安裝軟件的計(jì)算機(jī)中打開，用于電路圖的打印、寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告等。

三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
1. 譯碼器使用。用74LS138譯碼器和與非門設(shè)計(jì)一個(gè)全減器。寫出真
值表、表達(dá)式，畫出實(shí)驗(yàn)電路圖。（設(shè)A為被減數(shù)，B為減數(shù)，C為低位向
本位的借位，S是差值，Y 是本位向高位的借位）。
2. 多路選擇器使用。用多路選擇器74LS153和與非門、或門等設(shè)計(jì)如
下電路：
a. 人類有四種基本血型，A、B、AB、O 型，O 型血可以輸給任
意血型的人，而他只能接受O 型；AB型可以接受任意血型，但他只能輸給
AB 型；A 型能輸給A 型或AB 型，可以接受A 型或O 型；B 型能輸給B
型或AB 型，可以接受B 型或O 型。設(shè)計(jì)一個(gè)邏輯電路，其輸入是欲進(jìn)行
“輸送–接受”的血型，當(dāng)符合上述規(guī)則時(shí)，電路輸出F為1，其余
為0，寫出函數(shù)式，畫出真值表。設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)電路圖。
說明：設(shè)有四個(gè)輸入變量X、Y、Z、W，用X、Y 的不同組合表示輸送
者的血型，用Z、W 的不同組合表示接受者的血型，如右表所示。

b. A、B、C三個(gè)車間，由發(fā)電機(jī)
F1、F2供電，F(xiàn)1的發(fā)電量是F2的兩倍，A的用電量等于F1的發(fā)電量，B或C的用電量等于F2的發(fā)電量，當(dāng)車間用電超過發(fā)電量時(shí)，應(yīng)產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)L，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)發(fā)電機(jī)啟停控制電路和報(bào)警電
路，寫出函數(shù)式，列出真值表。設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)電路圖。
（注：在本實(shí)驗(yàn)中，輸入的“1”、“0”信號(hào)可用電源庫(kù)中的VCC和接地符號(hào)分別產(chǎn)生，輸出狀態(tài)可用指示燈來觀測(cè)。）
四、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)
1. 了解Multisim仿真軟件的使用。
2. 熟悉譯碼器和多路選擇器的管腳功能，設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)電路圖。
五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求
1. 說明設(shè)計(jì)思路及設(shè)計(jì)方法。
2. 打印出實(shí)驗(yàn)結(jié)果并對(duì)實(shí)驗(yàn)加以分析和說明。
3. 談?wù)劚敬螌?shí)驗(yàn)的心得體會(huì)。