Multisim仿真数电0629.ppt

SUN YAT-SEN UNIVERSITYSUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学中山大学中山大学中山大学Multisim电路仿真电路仿真 快速入门快速入门郭东亮2010.5之之数字电子技术数字电子技术SUN YAT-SEN UNIVERSITYSUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学中山大学中山大学中山大学内容========★☆★○ 基础篇 ○★☆★=======第1章 Multisim电路仿真软件简介第2章 仿真基础Ⅰ（放置元件-电路图编辑-仿真-报告）第3章 仿真基础Ⅱ（元器件库、虚拟仪器）第4章 仿真基础Ⅲ（仿真分析方法）========★☆★★☆★○ 应用篇应用篇 ○★☆★★☆★=======第第5章章 应用于电路分析应用于电路分析第第6章章 应用于模拟电路应用于模拟电路第第7章章 应用于数字电路应用于数字电路第第8章章 应用于单片机电路应用于单片机电路第第9章章 FPGA/CPLD仿真仿真第第10章章 电子系统综合设计电子系统综合设计SUN YAT-SEN UNIVERSITYSUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学中山大学中山大学中山大学内容========★☆★○ 基础篇 ○★☆★=======第1章 Multisim电路仿真软件简介第2章 仿真基础Ⅰ（放置元件-电路图编辑-仿真-报告）第3章 仿真基础Ⅱ（元器件库、虚拟仪器）第4章 仿真基础Ⅲ（仿真分析方法）========★☆★★☆★○ 应用篇应用篇 ○★☆★★☆★=======第第5章章 应用于电路分析应用于电路分析第第6章章 应用于模拟电路应用于模拟电路第第7章章 应用于数字电路应用于数字电路第第8章章 应用于单片机电路应用于单片机电路第第9章章 FPGA/CPLD仿真仿真第第10章章 电子系统综合设计电子系统综合设计SUN YAT-SEN UNIVERSITYSUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学中山大学中山大学中山大学第7章 Multisim应用于数字电子技术7.1 相关虚拟仪器7.2 逻辑函数的化简及转换7.3 组合逻辑电路的分析与设计7.4 常用组合电路性能测试与仿真分析7.5 组合逻辑电路竞争-冒险现象检测与消除7.6 触发器电路仿真分析7.7 时序电路设计与仿真分析7.8 555定时器设计与仿真分析7.9 模-数和数-模转换器的仿真分析SUN YAT-SEN UNIVERSITYSUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学中山大学中山大学中山大学7.1 相关虚拟仪器7.1.1 字信号发生器（Word Generator） 用于产生数字信号（最多32位），作为数字信号源字信号字信号编辑区编辑区高高1 16 6位位低低1 16 6位位数据数据准备端准备端触发端触发端SUN YAT-SEN UNIVERSITYSUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学中山大学中山大学中山大学7.1 相关虚拟仪器l字信号编辑区：按顺序显示待输出的数字信号，可直接编辑修改lControls选择区域：数字信号输出控制ØCycle：从起始地址开始循环输出，数量由Settings对话框设定ØBurst：输出从起始地址开始至终了地址的全部数字信号ØStep：单步输出数字信号ØSet按钮：设置数字信号类型和数量lDisplay选择：十六进制、十进制、二进制、ASCII码lTrigger选择：内触发、外触发、上升沿、下降沿lFrequency：输出数字信号的频率SUN YAT-SEN UNIVERSITYSUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学中山大学中山大学中山大学7.1 相关虚拟仪器Set：设置数字信号类型和数量Pre-set Patterns:不改变字信号编辑区的数字信号载入数字信号文件*.dp存储数字信号将字信号编辑区的数字信号清零数字信号从初始地址至终了地址输出数字信号从终了地址至初始地址输出数字信号按右移方式输出数字信号按左移方式输出数字信号的数量数字信号的数量Initial Pattern:Initial Pattern:设置数字信号初始值，只在设置数字信号初始值，只在Shift RightShift Right、、Shift LeftShift Left选项起作用。

选项起作用SUN YAT-SEN UNIVERSITYSUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学中山大学中山大学中山大学7.1 相关虚拟仪器应用：字信号发生器XWG1、TTL元器件库中选择74LS138、逻辑分析仪XLA1，创建字信号发生器应用电路SUN YAT-SEN UNIVERSITYSUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学中山大学中山大学中山大学7.1 相关虚拟仪器字信号发生器XWG1设置为循环输出三位二进制代码000~111 单击运行按钮，双击逻辑分单击运行按钮，双击逻辑分析仪，测量结果如图所示析仪，测量结果如图所示SUN YAT-SEN UNIVERSITYSUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学中山大学中山大学中山大学7.1 相关虚拟仪器7.1.2 逻辑分析仪（Logic Analyzer） 用于同步记录和显示16位数字信号，可用于对数字信号的高速采集和时序分析接接输输入入信信号号触触发发控控制制端端时时钟钟控控制制端端接接外外部部时时钟钟SUN YAT-SEN UNIVERSITYSUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学中山大学中山大学中山大学7.1 相关虚拟仪器操作界面：左侧16个小圆圈代表16个输入端，若接有被测信号，则出现黑圆点左侧第1区: Stop: 停止仿真Reset：复位并清除显示波形Reverse：改变屏幕背景颜色左侧第2区: T1、T2：读书指针1和2离开扫描线零点的时间T2-T1：两读书指针之间的时间差Clock/Div: Clock/Div: 显示屏上每个水显示屏上每个水平刻度现实的时钟脉冲数平刻度现实的时钟脉冲数SetSet按钮按钮: : 设置时钟脉冲设置时钟脉冲SUN YAT-SEN UNIVERSITYSUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学中山大学中山大学中山大学7.1 相关虚拟仪器单击Set，弹出Clock setupClock SourceClock Source：选择外：选择外/ /内时钟内时钟Clock RateClock Rate：时钟频率：时钟频率Sampling SettingSampling Setting：取样方式：取样方式Pre-trigger SamplesPre-trigger Samples：前沿触发取样：前沿触发取样数数Post-trigger SamplesPost-trigger Samples：后沿触发取：后沿触发取样数样数Threshold Volt.Threshold Volt.：阈值电压：阈值电压SUN YAT-SEN UNIVERSITYSUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学中山大学中山大学中山大学7.1 相关虚拟仪器Trigger区：设置触发方式，单击Set按钮Trigger Clock EdgeTrigger Clock Edge：触发方式：触发方式PositivePositive上升沿、上升沿、NegativeNegative下降沿、下降沿、BothBoth升降沿触发升降沿触发Trigger QualifierTrigger Qualifier：触发限定字：触发限定字（（0 0、、1 1、、x(0x(0、、1 1皆可皆可) )））Trigger PatternsTrigger Patterns：触发样本，可：触发样本，可设置样本设置样本A A、、B B、、C CTrigger CombinationsTrigger Combinations：选择组合：选择组合的触发样本的触发样本SUN YAT-SEN UNIVERSITYSUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学中山大学中山大学中山大学7.1 相关虚拟仪器7.1.3 逻辑转换仪（Logic Converter） 实现数字电路各种表示方法的相互转换、逻辑函数化简，实际数字仪器中无逻辑转换仪设备。

数字电路输入数字电路输入数字数字电路电路输出输出SUN YAT-SEN UNIVERSITYSUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学中山大学中山大学中山大学7.1 相关虚拟仪器l变量（A、B、C、D、E、F、G、H）l真值表l函数表达式显示文本框l转换选择区逻辑图转换为真值表逻辑图转换为真值表真值表转换为最小项之和真值表转换为最小项之和真值表转换为最简与或表达式真值表转换为最简与或表达式表达式转换为真值表表达式转换为真值表表达式转换为逻辑图表达式转换为逻辑图表达式转换为与非表达式转换为与非- -与非形式与非形式的逻辑图的逻辑图SUN YAT-SEN UNIVERSITYSUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学中山大学中山大学中山大学7.1 相关虚拟仪器逻辑转换仪应用示例：选择3个输入变量A、B、C初始函数值为“？”，单击改为0、1或XSUN YAT-SEN UNIVERSITYSUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学中山大学中山大学中山大学7.1 相关虚拟仪器函数值设置转换为布尔表达式SUN YAT-SEN UNIVERSITYSUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学中山大学中山大学中山大学7.1 相关虚拟仪器表达式转换为逻辑图最简表达式转换为逻辑图SUN YAT-SEN UNIVERSITYSUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学中山大学中山大学中山大学7.2 逻辑函数的化简及转换7.2.1 逻辑函数的化简利用逻辑转换仪（Logic Converter）：化简逻辑函数，得到最小项表达式或最简表达式。

例：将逻辑函数例：将逻辑函数Y(A,B,C,D,E)=∑m(2,9,15,19,20,23,24,25,27,28)+d(Y(A,B,C,D,E)=∑m(2,9,15,19,20,23,24,25,27,28)+d(5,6,16,31)5,6,16,31)化简为最简与或表达式化简为最简与或表达式调用逻辑转换仪，选择变量列真值表；调用逻辑转换仪，选择变量列真值表；用鼠标选择函数值：用鼠标选择函数值：Ø1 1：表达式中存在的最小项：表达式中存在的最小项Ø0 0：表达式中不存在的最小项：表达式中不存在的最小项ØX X：表达式中的无关项：表达式中的无关项SUN YAT-SEN UNIVERSITYSUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学中山大学中山大学中山大学7.2 逻辑函数的化简及转换转换为最简与或表达式，“′”表示反变量SUN YAT-SEN UNIVERSITYSUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学中山大学中山大学中山大学7.2 逻辑函数的化简及转换例：创建数字电路（TTL74系列门电路），将输入输出端连接到逻辑转换仪SUN YAT-SEN UNIVERSITYSUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学中山大学中山大学中山大学7.2 逻辑函数的化简及转换由逻辑图得到真值表由逻辑图得到真值表SUN YAT-SEN UNIVERSITYSUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学中山大学中山大学中山大学7.2 逻辑函数的化简及转换由真值表得到最小项表达式由真值表得到最小项表达式SUN YAT-SEN UNIVERSITYSUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学中山大学中山大学中山大学7.2 逻辑函数的化简及转换由真值表得到最简表达式由真值表得到最简表达式SUN YAT-SEN UNIVERSITYSUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学中山大学中山大学中山大学7.2 逻辑函数的化简及转换得到与非形式的逻辑图得到与非形式的逻辑图SUN YAT-SEN UNIVERSITYSUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学中山大学中山大学中山大学7.3 组合逻辑电路的分析与设计l数字逻辑电路按是否有记忆能力分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两大类l组合逻辑电路没有记忆能力，其输出仅取决于当前时刻的输入，与电路的历史状态无关l组合逻辑电路的分析：由逻辑电路图分析其功能l传统分析方法：表达式---最简表达式----真值表----分析功能lMultisim中是利用逻辑转换仪进行分析SUN YAT-SEN UNIVERSITYSUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学中山大学中山大学中山大学7.3 组合逻辑电路的分析与设计7.3.1 组合逻辑电路分析举例：创建逻辑电路，逻辑转换仪XLC1接入。

SUN YAT-SEN UNIVERSITYSUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学中山大学中山大学中山大学7.3 组合逻辑电路的分析与设计分析真值表和最简表达式SUN YAT-SEN UNIVERSITYSUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学中山大学中山大学中山大学7.3 组合逻辑电路的分析与设计同理，将Y2接入XLC1 结合结合Y1Y1、、Y2Y2的表达式及真值表，可知该电路为一位全加器的表达式及真值表，可知该电路为一位全加器电路Y1Y1为全加器的和，为全加器的和，Y2Y2为全加器产生的进位为全加器产生的进位SUN YAT-SEN UNIVERSITYSUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学中山大学中山大学中山大学7.3 组合逻辑电路的分析与设计7.3.2 组合逻辑电路设计l根据给定设计要求，设计出逻辑电路，目标是以最少的元器件构建满足功能要求的逻辑电路l传统设计（人工设计）步骤：（1）分析题意，将文字叙述抽象为逻辑描述，定义输入输出逻辑变量（2）根据逻辑功能要求列出真值表（3）由真值表写出逻辑关系表达式，并化简为最简逻辑表达式（4）按最简逻辑表达式构建逻辑电路l基于Multisim设计组合逻辑电路过程大大简化，但思路与人工设计基本相同SUN YAT-SEN UNIVERSITYSUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学中山大学中山大学中山大学7.3 组合逻辑电路的分析与设计例：设计一汽车告警系统，在以下情况下产生告警信号：启动开关启动而车门未关；启动开关启动而安全带未系好；启动开关启动而车门未关、安全带也未系好。

设计：（1）定义输入输出逻辑变量，文字叙述抽象为逻辑描述输入变量3个：启动开关（启动/未启动）、车门（关/未关）、安全带（系好/未系好）输出变量1个：告警信号（产生/未产生）用A、B、C、F表示这些变量，逻辑描述为：SUN YAT-SEN UNIVERSITYSUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学中山大学中山大学中山大学7.3 组合逻辑电路的分析与设计A=1/0，启动开关 = 启动/未启动B=1/0，车门 = 关/未关C=1/0，安全带 =系好/未系好F=1/0，告警信号 = 产生/未产生（2）根据逻辑功能要求列出真值表：序号A B CF1000020010301004011051001610117110181110SUN YAT-SEN UNIVERSITYSUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学中山大学中山大学中山大学7.3 组合逻辑电路的分析与设计（3）由真值表写出逻辑关系表达式，并化简为最简逻辑表达式调用逻辑转换仪，输入真值表，再得到最简表达式SUN YAT-SEN UNIVERSITYSUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学中山大学中山大学中山大学7.3 组合逻辑电路的分析与设计（4）按最简逻辑表达式构建逻辑电路SUN YAT-SEN UNIVERSITYSUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学中山大学中山大学中山大学7.4 常用组合电路性能测试与仿真分析“一位全加器74LS183”性能测试 输入输出端子不多，采用开关提供输入信号，指示灯观察输出结果注：注：D D是是SOPSOP封装的，封装的，N N是是DIPDIP封装封装SUN YAT-SEN UNIVERSITYSUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学中山大学中山大学中山大学7.4 常用组合电路性能测试与仿真分析“一位全加器74LS183”性能测试A1=B1=CN1=0,A1=B1=CN1=0,S1=0,1CN1=0S1=0,1CN1=0A1=1, B1=CN1=0,A1=1, B1=CN1=0,S1=1,1CN1=0S1=1,1CN1=0SUN YAT-SEN UNIVERSITYSUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学中山大学中山大学中山大学7.4 常用组合电路性能测试与仿真分析 依此类推，使ABC三个键按000、001、010…111组合，运行，观测输出结果，列写测试结果。

输入输出A1B1CN1S11CN10000010010010101100100110101010110111111SUN YAT-SEN UNIVERSITYSUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学中山大学中山大学中山大学7.4 常用组合电路性能测试与仿真分析l输入端A1、B1，前级进位端CN1l本位和S1、进位端1CN1l借助逻辑分析仪可构建真值表，转换为表达式，得到本位和S1、进位端1CN1的表达式l测试说明： 待测试芯片输入输出引脚多时，输入信号可用字信号发生器，输出信号用逻辑分析仪或LEDSUN YAT-SEN UNIVERSITYSUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学中山大学中山大学中山大学7.4 常用组合电路性能测试与仿真分析l 全加器仿真分析两个或两个以上切换至两个或两个以上切换至上触点（输入上触点（输入1 1），指），指示灯示灯X1X1亮具有三人表亮具有三人表决器的功能决器的功能SUN YAT-SEN UNIVERSITYSUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学中山大学中山大学中山大学7.4 常用组合电路性能测试与仿真分析l编码器的仿真分析8线-3线编码器：优先编码器74LS148 编码器74LS148输出为反码，在其输出端加反相器变成原码输出，输出代码用LED数码管显示SUN YAT-SEN UNIVERSITYSUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学中山大学中山大学中山大学7.4 常用组合电路性能测试与仿真分析l编码器的仿真分析 编辑8个字信号（编码器依次对D0’,D1’, …D7’进行编码）SUN YAT-SEN UNIVERSITYSUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学中山大学中山大学中山大学7.4 常用组合电路性能测试与仿真分析l编码器的仿真分析 运行，编码器输出结果在LED数码管显示，依次显示0，1，2，…，7。

SUN YAT-SEN UNIVERSITYSUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学中山大学中山大学中山大学7.4 常用组合电路性能测试与仿真分析l译码器的仿真分析译码器是编码器的反操作，将二进制代码译成高低电平信号，包括二进制译码器、二-十进制译码器、显示译码器以二进制译码器74LS138（3线-8线译码器）为例SUN YAT-SEN UNIVERSITYSUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学中山大学中山大学中山大学7.4 常用组合电路性能测试与仿真分析运行，可见运行，可见74LS13874LS138输入代码为输入代码为0 0、、1 1、、2 2、、……、、7 7时，输出端依时，输出端依次输出低电平次输出低电平SUN YAT-SEN UNIVERSITYSUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学中山大学中山大学中山大学7.5 组合逻辑电路竞争-冒险现象检测与消除l组合逻辑电路中，门与门之间存在传输延时及信号状态变化速度不一致l信号传输过程中不同点处信号变化出现快慢的差异，这种快慢时差称为竞争l竞争的结果是电路的输出可能出错，这种现象称为冒险l有竞争不一定有冒险l出现冒险一定存在竞争l竞争-冒险出现的尖峰脉冲会使后级电路产生错误动作l电路设计时应进行竞争-冒险检测并予以克服SUN YAT-SEN UNIVERSITYSUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学中山大学中山大学中山大学7.5 组合逻辑电路竞争-冒险现象检测与消除l门电路、脉冲源、示波器GROUNDGROUND是模拟地，包含数字地，可通用，但仿真算法复杂，慢；是模拟地，包含数字地，可通用，但仿真算法复杂，慢；DGNDDGND是数是数字地，不兼容模拟地，但如果是纯数字电路，用它仿真速度大大提高。

字地，不兼容模拟地，但如果是纯数字电路，用它仿真速度大大提高输出应保持高电平输出应保持高电平1 1不变，但仿真不变，但仿真显示在输入信号的下降沿，电路显示在输入信号的下降沿，电路有负的窄脉冲输出，存在竞争有负的窄脉冲输出，存在竞争- -冒冒险现象SUN YAT-SEN UNIVERSITYSUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学中山大学中山大学中山大学7.5 组合逻辑电路竞争-冒险现象检测与消除l接入滤波电容l引入选通脉冲l修改逻辑设计（增加冗余项）例：用增加冗余项的方法消除竞争-冒险现象原来的逻辑关系为Y=AB+A'C增加冗余项BC，Y=AB+A'C+BC在B=C=1时，无论A如何变，始终有Y=1，A状态改变不会引起竞争-冒险现象SUN YAT-SEN UNIVERSITYSUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学中山大学中山大学中山大学7.6 触发器电路仿真分析l触发器：具有记忆功能的存储器件，是构建时序逻辑电路的最基本单元l触发器（trigger）是个特殊的存储过程，它的执行不是由程序调用，也不是手工启动，而是由事件来触发l种类：RS触发器、D触发器、JK触发器、T'触发器1. 基本触发器 由两个与非门交叉耦合构成。

SUN YAT-SEN UNIVERSITYSUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学中山大学中山大学中山大学7.6 触发器电路仿真分析lD触发器：时钟类触发器l功能：置位、复位l在时钟信号作用下，输入端D的状态（1或0），使输出端置位或复位lD触发器逻辑符号lD触发器功能表DQnQn+1000010101111D D触发器逻辑符号触发器逻辑符号SUN YAT-SEN UNIVERSITYSUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学中山大学中山大学中山大学7.6 触发器电路仿真分析D D触发器仿真触发器仿真信号源：信号源：SUN YAT-SEN UNIVERSITYSUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学中山大学中山大学中山大学7.6 触发器电路仿真分析JK触发器l时钟类触发器l功能：保持、置0、置1、翻转l在时钟信号作用下，输入端J、K的状态（1或0），使输出端保持、置位、复位、翻转l功能表l逻辑符号JKQn+100Qn01010111(Qn)'SUN YAT-SEN UNIVERSITYSUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学中山大学中山大学中山大学7.6 触发器电路仿真分析JKJK触发器仿真触发器仿真SUN YAT-SEN UNIVERSITYSUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学中山大学中山大学中山大学7.6 触发器电路仿真分析l触发器是构建时序逻辑电路的基本组成部分l触发器种类多，但常用只有D触发器、JK触发器l用触发器构成的时序电路分析u构建电路u时钟源u分段线性源u逻辑分析仪SUN YAT-SEN UNIVERSITYSUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学中山大学中山大学中山大学7.7 时序电路设计与仿真分析l时序逻辑电路由组合逻辑电路和存储电路（触发器）组成，并在时钟信号控制下工作。

l常用时序电路有：寄存器、移位寄存器、计数器、顺序脉冲发生器、序列信号发生器7.7.1 十进制加减计数器74LS192带预置输入的十进制加减可逆计数器【设计】用74LS192设计一个二十五进制减计数器SUN YAT-SEN UNIVERSITYSUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学中山大学中山大学中山大学7.7 时序电路设计与仿真分析7.7.2 双向移位寄存器74LS1944位双向通用移位寄存器器【设计】用74LS194设计一个流水灯电路SUN YAT-SEN UNIVERSITYSUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学中山大学中山大学中山大学7.7 时序电路设计与仿真分析7.7.3 序列信号发生器电路设计l序列信号：串行数字信号l序列信号发生器：能产生序列信号的电路l构成方法：触发器+门电路；计数器+数据选择器【设计】用计数器74LS161和数据选择器74LS151设计一个8位序列信号（11101000）发生器SUN YAT-SEN UNIVERSITYSUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学中山大学中山大学中山大学7.8 555定时器设计与仿真分析RST RST 复位，低电平有效复位，低电平有效 DIS DIS 放电输出，集电极开路放电输出，集电极开路THR THR 高触发输入端高触发输入端TRI TRI 低低触发输入端触发输入端CON CON 电压控制输入端电压控制输入端OUT OUT 输出端输出端SUN YAT-SEN UNIVERSITYSUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学中山大学中山大学中山大学7.8 555定时器设计与仿真分析555555定时器构建施密特触发器（施密特反相器）定时器构建施密特触发器（施密特反相器）直流偏置电压设为直流偏置电压设为2.5V2.5VSUN YAT-SEN UNIVERSITYSUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学中山大学中山大学中山大学7.8 555定时器设计与仿真分析555555定时器构建单稳态触发器定时器构建单稳态触发器SUN YAT-SEN UNIVERSITYSUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学中山大学中山大学中山大学7.9 模-数和数-模转换器的仿真分析ADC和DAC已经成为计算机系统不可缺少的接口电路。

7.9.1 ADC构成及仿真分析ADC：将模拟信号转为一组相应二进制数码ADC种类很多：u直接型u间接型【例】8位ADC仿真Place/Mixed/ADC_DAC/ADC SUN YAT-SEN UNIVERSITYSUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学中山大学中山大学中山大学7.9 模-数和数-模转换器的仿真分析选取选取8 8位位ADC ADC SUN YAT-SEN UNIVERSITYSUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学中山大学中山大学中山大学7.9 模-数和数-模转换器的仿真分析引脚介绍：引脚介绍：Vin Vin 输入模拟电压输入模拟电压Vref+ Vref+ 参考电参考电压压+ +，，与与VrVref-ef-之差是满度之差是满度电压电压Vref- Vref- 参考电压参考电压SOC SOC 时钟脉冲端时钟脉冲端OE OE 转换使能端转换使能端D0~D7 D0~D7 二进制数码，排列顺序为二进制数码，排列顺序为D7~D0D7~D0EOC EOC 转换结束信号，高电平表明转换结束转换结束信号，高电平表明转换结束SUN YAT-SEN UNIVERSITYSUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学中山大学中山大学中山大学7.9 模-数和数-模转换器的仿真分析灯亮表示灯亮表示1 1，，灯灭表示灯灭表示0,0,转换的转换的2 2进制码：进制码：1100110011001100验算：验算：电压为电压为4V4V满度电压满度电压5V5V4/5 = x/255所以所以 x=204 x=204转换为二进制转换为二进制为：为：1100110011001100SUN YAT-SEN UNIVERSITYSUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学中山大学中山大学中山大学7.9 模-数和数-模转换器的仿真分析7.9.2 DAC构成及仿真分析DAC种类很多：u权电阻型u倒T型电阻网络u权电流型u权电容网络 基本原理都是构造一组电流，电流大小与数字信号各位权值对应，将数字量等于1的位所对应的各股电流相加，最后转换为模拟电压信号。

SUN YAT-SEN UNIVERSITYSUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学中山大学中山大学中山大学7.9 模-数和数-模转换器的仿真分析8 8位电压输出型位电压输出型DACDAC的选取的选取SUN YAT-SEN UNIVERSITYSUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学中山大学中山大学中山大学7.9 模-数和数-模转换器的仿真分析8 8位电压输出型位电压输出型DACDAC仿真仿真引脚含义：引脚含义：D0~D7 D0~D7 二进制码输入端二进制码输入端Output Output 模拟电压输出端模拟电压输出端Vref+ - Vref- Vref+ - Vref- 要转换的模拟电压范围，也是要转换的模拟电压范围，也是DACDAC满度输出电满度输出电压压仿真：仿真：用电位器用电位器R1R1调节调节DACDAC满度输出电压满度输出电压SUN YAT-SEN UNIVERSITYSUN YAT-SEN UNIVERSITY中山大学中山大学中山大学中山大学7.9 模-数和数-模转换器的仿真分析8 8位电压输出型位电压输出型DACDAC仿真仿真仿真：仿真：（（1 1）满度输出电压设定：）满度输出电压设定：先在先在DACDAC数码输入端全部数码输入端全部加加1,1,即即1111111111111111，调电位，调电位器使满度电压达到输出电器使满度电压达到输出电压要求，本例中满度电压压要求，本例中满度电压为为10V10V（（2 2）在输入端加二进制）在输入端加二进制代码，电压表上读数。

代码，电压表上读数本例输入代码为本例输入代码为0100100101001001输出电压理论值：输出电压理论值：与仿真结果几乎一致与仿真结果几乎一致。