摘 要：介紹用Multisim 仿真軟件分析數(shù)據(jù)選擇器工作過程的方法,， 即用Multisim 仿真軟件中的字組產(chǎn)生器產(chǎn)生數(shù)據(jù)選擇器的各個數(shù)據(jù)輸入信號,， 字組產(chǎn)生器的字組內(nèi)容反映數(shù)據(jù)選擇器不同數(shù)據(jù)輸入端的輸入情況， 用Multisim 中邏輯分析儀多蹤同步顯示數(shù)據(jù)選擇器的各個數(shù)據(jù)輸入信號及輸出信號波形,， 可直觀描述數(shù)據(jù)選擇器的數(shù)據(jù)選擇的工作過程,。所述方法的創(chuàng)新點是解決了數(shù)據(jù)選擇器的工作波形無法用電子實驗儀器進行分析驗證的問題,。

　　0  引 言

　　數(shù)據(jù)選擇器是具有數(shù)據(jù)選擇功能的組合邏輯器件 ， 當在選擇控制端加上選擇變量時,， 可從多個數(shù)據(jù)輸入變量中選擇一個為輸出函數(shù),。

　　常規(guī)的硬件實驗測試數(shù)據(jù)選擇器邏輯功能的方法是， 將數(shù)據(jù)選擇器的控制端,、輸入端分別接邏輯電平開關(guān),， 改變邏輯電平開關(guān)為邏輯1、邏輯0 觀測輸出函數(shù)的邏輯狀態(tài),。存在的問題是,， 數(shù)據(jù)選擇關(guān)系不直觀。

　　用Multisim 仿真軟件進行數(shù)據(jù)選擇器工作過程波形仿真分析,， 用虛擬儀器中的字組產(chǎn)生器做實驗中的信號源產(chǎn)生所需的各個數(shù)據(jù)輸入變量信號,， 用邏輯分析儀顯示輸入變量信號、輸出函數(shù)信號波形,， 可直觀描述數(shù)據(jù)選擇器的工作過程及數(shù)據(jù)選擇關(guān)系,。

　　1  數(shù)據(jù)選擇器工作過程Multisim仿真實驗方法

　　( 1) 創(chuàng)建電路

　　確定字組產(chǎn)生器產(chǎn)生數(shù)據(jù)選擇器所需的各個數(shù)據(jù)輸入變量信號、邏輯分析儀所顯示的輸入變量及輸出函數(shù)信號,， 將數(shù)據(jù)選擇器的數(shù)據(jù)輸入端接字組產(chǎn)生器,、選擇控制端接雙擲開關(guān)， 數(shù)據(jù)選擇器的數(shù)據(jù)輸入端及輸出端接邏輯分析儀,。

　　數(shù)據(jù)選擇器從Mult isim 的TT L 數(shù)字IC 庫中找出,， 雙擲開關(guān)從基本元件庫中找出， 字組產(chǎn)生器,、邏輯分析儀從虛擬儀器庫中找出,。

　　( 2) 設(shè)置字組產(chǎn)生器

　　確定反映數(shù)據(jù)選擇器不同數(shù)據(jù)輸入端輸入情況的字組產(chǎn)生器各個字的內(nèi)容及地址; 在字組產(chǎn)生器中輸入字組末地址、依次輸入各字組數(shù)據(jù),， 進行字組信號的設(shè)置,。

　　( 3) 仿真運行分析

　　進行實驗仿真， 分析仿真實驗結(jié)果,。

　　2  數(shù)據(jù)選擇器工作過程Multisim 仿真實驗舉例

　　以雙4 選1 數(shù)據(jù)選擇器74LS153 做為仿真實驗器件,， 使用其中的1 個選擇器。

　　式中: A1 ,， A0 為選擇控制變量; D0 ~ D3 為數(shù)據(jù)輸入變量; Y 為輸出函數(shù),。由式( 1) 得出表1 所示的功能表。

　　2. 1  仿真實驗電路創(chuàng)建

　　構(gòu)建仿真實驗電路如圖1 所示,。

　　字組產(chǎn)生器產(chǎn)生數(shù)據(jù)選擇器的D0 ~ D3 數(shù)據(jù)輸入變量,， 邏輯分析儀顯示數(shù)據(jù)選擇器的D0 ~ D3 數(shù)據(jù)輸入變量信號及Y 輸出函數(shù)信號的波形， 數(shù)據(jù)選擇器的選擇控制端A1 ， A0 的輸入狀態(tài)由開關(guān)控制,。

圖1 數(shù)據(jù)選擇器仿真實驗電路,。

　　2. 2  字組產(chǎn)生器輸出字組的設(shè)計

　　字組內(nèi)容反映數(shù)據(jù)選擇器不同數(shù)據(jù)輸入端的輸入情況， 輸入波形設(shè)計,、字組內(nèi)容及地址如圖2 所示,。

圖2  數(shù)據(jù)選擇器輸入波形設(shè)計,、字組數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)地址,。

　　在字組產(chǎn)生器的Address 區(qū)塊的Final 字段輸入字組數(shù)據(jù)的末地址0010， 在Edit 區(qū)塊以16 進制( Hex字段) 依次輸入各字數(shù)據(jù)0,， 1,， 2， 3,， 4,， 5， 6,， 7,， 8， 9,， A,， B，C,， D， E,， F,， 0， 完成所有字信號的設(shè)置,。

　　2. 3  仿真運行分析

　　邏輯分析儀顯示的波形如圖3~ 圖6 所示,。

　　圖3~ 圖6 中，  7 為D0 數(shù)據(jù)輸入變量的波形;  8為D1 數(shù)據(jù)輸入變量的波形;  9 為D2 數(shù)據(jù)輸入變量的波形;  10 為D3 數(shù)據(jù)輸入變量的波形;  1 為Y 輸出函數(shù)的波形,。

　　由圖3 可知,， A 1A 0 = 00 時， Y 輸出函數(shù)的波形和D 0 輸入變量的波形相同,， 實現(xiàn)選擇D0 作輸出,。

　　由圖4 可知， A 1A 0 = 01 時,， Y 輸出函數(shù)的波形和D 1 輸入變量的波形相同,， 實現(xiàn)選擇D1 作輸出。

圖3  A1 A0 = 00 時的仿真實驗波形。

圖4  A1 A0 = 01 時的仿真實驗波形,。

　　由圖5 可知,， A1 A0 = 10 時， Y 輸出函數(shù)的波形和D 2 輸入變量的波形相同,， 實現(xiàn)選擇D2 作輸出,。

圖5  A1 A0 = 10 時的仿真實驗波形。

　　由圖6 可知,， A1 A0 = 11 時,， Y 輸出函數(shù)的波形和D 7 輸入變量的波形相同， 實現(xiàn)選擇D3 作輸出,。

圖6  A1 A0 = 11 時的仿真實驗波形,。

　　3  結(jié) 語

　　由于受實驗儀器的限制無法對數(shù)據(jù)選擇器工作波形進行硬件實驗驗證， 主要是現(xiàn)有的信號發(fā)生器不能產(chǎn)生多路同步信號,， 現(xiàn)有的示波器多為雙蹤示波器無法同時觀測多路波形,， 用Multisim 軟件仿真解決了這一問題。該方法具有實際應(yīng)用意義,。