数字电子技术课程设计是学生学完数字电子技术理论课程之后所必须进行的一项实践环节, 是数字电子技术课程的重要部分。传统的设计手段具有其不可避免的设计开发周期长、耗材、费力, 结合Multisim仿真软件, 使学生设计的电路只需模拟调试成功即可组装电路, 既节约了设计及实验时间, 同时又可以避免在这一过程中采用传统方式可能带来的元件损耗。
1 Multisim在数字电子技术课程设计中的应用举例
将Multisim应用于教学, 可采用计算机虚拟设计调试和实物设计调试相结合的模式。
1.1 公用电话计时器功能要求
设计一个公用电话计时器, 基本要求如下: (1) 每3分钟计时一次; (2) 显示通话次数, 最多为99次; (3) 每次定时误差小于1秒; (4) 具有手动复位功能; (5) 具有声响提醒功能。
1.2 公用电话计时器电路原理
实现以上功能的公用电话计时器电路, 当按下复位键时, 复位电路保证3分钟电路及二位十进制计数器同时清零, 此时显示通话次数为零。当松开复位键时, 计数开始, 3分钟定时器的功能是3分钟输出一个脉冲, 送到译码显示电路显示通话次数, 同时实现声响提醒功能。
1.3 公用电话计时器电路仿真设计
1.3.1 标准信号源及分频器
标准信号源由CD4011与非门电路及晶体元件组成的多谐振荡器组成, 其频率稳定性及输出精度较高。其中, 晶振的标称频率为32768Hz。分频器选择12位异步二进制计数器CD4040, 其最高位输出频率为8Hz。
1.3.2 3分钟定时器
该电路由CD4040及CMOS逻辑门电路构成的定时器, 仿真电路图1所示。
1.3.3 通话次数显示电路及声响提醒电路
通话次数显示电路由二位十进制计数器完成, 采用中规模集成计数器74LS192组成。声响提醒电路由555定时器组成的单稳态触发器及多谐振荡器完成, 如图2所示。
1.3.4 整体电路仿真
上述几部分电路调试都没有问题的情况下, 把它们整合到一起构成公用电话计时器整体电路。当按下复位键时, 复位电路保证3分钟电路及二位十进制计数器同时清零, 此时显示通话次数为零。当松开复位键时, 计数开始, 3分钟定时器的功能是3分钟输出一个脉冲, 送到译码显示电路显示通话次数, 同时实现声响提醒功能。
2 结语
数字电子技术课程设计由于受学校实验条件的限制, 选题单一。仿真软件Multisi m10引入到电子技术课程设计中, 实现了教学手段的创新, 不仅可以使学生掌握数字电子技术课程的基本理论和基本技能, 还能够充分发挥学生学习的主观能动性, 最终达到提高学生实际动手能力和培养科技创新意识的目的。实践证明, 将Multisim应用于教学充分调动学生的学习积极性和主动性, 取得良好的教学效果。
摘要：利用Multisim软件的仿真分析功能, 通过对公用电话计时器的设计和仿真, 说明Multisim软件在数字电子技术课程设计中的应用, 从而改革了教学手段, 提高了学生实际动手能力, 培养了他们科技创新意识。
关键词：Multisim,仿真,课程设计
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