基于Multisim的時序邏輯電路設(shè)計與仿真

隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，電子電路的設(shè)計與分析方法發(fā)生了重大變革，可以通過計算機輔助分析和仿真技術(shù)來完成。EDA技術(shù)是在電子CAD技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的通用軟件系統(tǒng)，是指以計算機為工作平臺，融合了應(yīng)用電子技術(shù)、計算機技術(shù)、信息處理及智能化技術(shù)的最新成果，進行電子產(chǎn)品的自動設(shè)計。
Muhisim是一個專門用于電路設(shè)計與仿真的EDA工具軟件。Muhisim起源于20世紀(jì)80年代加拿大Interactive Image Technologies公司推出的電子仿真軟件EWB5．0(Electronics Workbench)。它以界面形象直觀、操作方便、分析功能強大、易學(xué)易用等突出優(yōu)點，在20世紀(jì)90年代得到迅速推廣，受到電子行業(yè)技術(shù)人員的青睞。跨入21世紀(jì)，IIT公司在保留原版本的優(yōu)點基礎(chǔ)上，增加了更多功能和內(nèi)容，特別是改進了EWB5．O軟件虛擬儀器調(diào)用有數(shù)量限制的缺陷。推出EWB6．0版本，并取名MultiSIM，也就是Multisim2001版本。與其他EDA工具軟件相比，Multisim提供了一個更大的元件數(shù)據(jù)庫，可以使用Multisim交互式地搭建電路原理圖，對模擬、數(shù)字、模擬／數(shù)字混合電路進仿真。Multi-sim提煉了SPICE仿真的復(fù)雜內(nèi)容，無需懂得深入的Spice技術(shù)就可以很快地進行仿真和分析新的設(shè)計，這也使其更適合電子專業(yè)教學(xué)。通過Muhisim和虛擬儀器技術(shù)，PCB設(shè)計工程師和電子學(xué)教育工作者可以完成從理論到原理圖的繪制與仿真，再到原型設(shè)計和測試這樣一個完整的綜合設(shè)計流程。

1 時序邏輯電路設(shè)計與仿真
在數(shù)字電路中有多種編碼，其中格雷碼每次狀態(tài)更新僅有一位代碼變化，電路采用格雷碼的優(yōu)點是可以從編碼形式上杜絕瞬間狀態(tài)的模糊現(xiàn)象，從而避免某些邏輯差錯。它是比較常用的可靠性編碼，主要用于將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。
時序邏輯電路設(shè)計是數(shù)字電子技術(shù)課程中的重要部分，以時序邏輯電路格雷碼計數(shù)器的設(shè)計為例，設(shè)計一個有觸發(fā)器組成的3位格雷碼同步加法計數(shù)器。
第一步，根據(jù)設(shè)計要求編制格雷碼計數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖，如圖1所示。

采用同步工作方式，只需一個公共CP信號，選擇JK觸發(fā)器，其輸入端較多，設(shè)計簡單靈活。
第二步，作次態(tài)轉(zhuǎn)換表，如表1所示。

第三步求各觸發(fā)器的驅(qū)動方程。
列出JK觸發(fā)器的驅(qū)動表如表2所示。

根據(jù)次態(tài)轉(zhuǎn)換表和JK觸發(fā)器的驅(qū)動表，得到各觸發(fā)器的驅(qū)動方程