武汉理工大学《电子技术基础 数字部分》 课程设计
1.Multisim软件简介
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。
Multisim 10通过直观的电路图捕捉环境, 轻松设计电路；通过交互式SPICE仿真, 迅速了解电路行为；借助高级电路分析, 理解基本设计特征；通过一个工具链, 无缝地集成电路设计和虚拟测试；通过改进、整合设计流程, 减少建模错误并缩短上市时间。
NI Multisim软件结合了直观的捕捉和功能强大的仿真，能够快速、轻松、高效地对电路进行设计和验证。凭借NI Multisim，您可以立即创建具有完整组件库的电路图，并利用工业标准SPICE模拟器模仿电路行为。借助专业的高级SPICE分析和虚拟仪器，您能在设计流程中提早对电路设计进行的迅速验证，从
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而缩短建模循环。与NI LabVIEW和SignalExpress软件的集成，完善了具有强大技术的设计流程，从而能够比较具有模拟数据的实现建模测量。
图1 Multisim10界面
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2.设计目的、任务及要求
2.1设计目的
（1）能对一定复杂程度的数字电路的原理图进行较完整的分析； （2）能运用较基本的仿真软件如Multisim对电路进行仿真； （3）能够对仿真中出现的问题快速的找到原因。
2.2设计任务
以10个发光二极管作为控制器的显示元件，它能自动地依次显示出数字0、1、2、3、4、5、6、7、8、9（自然数列），1、3、5、7、9（奇数列），0、2、4、6、8（偶数列）和0、1、2、3、4、5、6、7、0、1（音乐符号数列），然后由依次显示出自然数列、奇数列、偶数序列，音乐符号序列...... 如此周而复始，不断循环。
2.3设计要求
（1）达到本次课设所要求的目的，能较完整的完成任务； （2）能对设计电路过程中出现问题及时解决并分析其中原因； （3）仿真结果与理论分析进行对比分析误差； （4）打开电源时，控制器可自动清零；
（5）每个数字的一次显示时间大致相等，这个时间在1s到2s范围内连续可调。
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3．电路设计
3.1设计构思
本电路要求实现电路循环功能，每次循环次数不超过10。考虑用十进制计
数器可以完成该功能。电路有四个不同的循环，用四个十进制计数器即可。再用四进制计数器控制电路的依次循环。再用译码器辅助计数器，使得信号得以显示。脉冲信号用555定时器产生。
3.2芯片介绍
电路中需要五个定时器，分别完成四进制，十进制，奇数计数，偶数计数，音乐序列的计数。二-五-十计数器74ls90可以完成完成上述所有功能。其功能见表1。 输入 R01 R02 S91 S92 CPA CPB QD QC 输出 QB QA 1 1 0 1 1 0 0 × 1 1 × 0 1 1 × × × × CP 0 CP QD × × × × 0 CP QA 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 二进制计数 五进制计数 8421码十进制计数 5421码十进制计数 R01 R02=0 S91 S92=0 CP 表1 74ls90功能表 5
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在用四进制计数器控制数列循环时需用到一个二线-四线译码器来控制数字循环电路，74ls139可以实现该功能，其功能见表2。
输入 G 1 0 0 0 0 B × 0 0 1 1 A × 0 1 1 1 Y3 输出 Y2 Y1 Y0 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 表2 74ls139功能表
将数字信号显示出来需要一个四线-十线译码器，用74ls42可以实现。其功能见表3。
输 入 A B C D 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 其他 输 出 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 6