下载文档原格式
EWB数字电路仿真实验引言在数字电路设计中，仿真实验是非常重要的一环。
它能够帮助我们验证设计的正确性，优化电路的性能，以及避免在实际制造电路之前出现的问题。
本文将介绍EWB（Electronic Workbench）软件的使用，以进行数字电路仿真实验。
什么是EWB？EWB是一款常用的电子电路设计与仿真软件，它可以用来方便地创建、编辑和仿真各种类型的电路。
EWB提供了丰富的元件库和功能，使得我们可以轻松地进行数字电路的设计和仿真实验。
数字电路仿真实验的步骤进行数字电路仿真实验通常可以分为以下几个步骤：步骤一：打开EWB软件首先，我们需要打开EWB软件。
在电脑桌面或应用程序中找到EWB的图标，双击打开软件。
步骤二：创建新电路在EWB软件中，我们可以选择创建一个新电路。
单击软件界面上的“新建”按钮或者选择菜单栏中的“文件 -> 新建”选项，即可创建一个空白的电路。
步骤三：选择元件在EWB软件的元件库中，有各种各样的数字电路元件，如门电路、寄存器、计数器等。
我们可以通过拖拽元件到电路画布上的方法将其添加到电路中。
步骤四：连接元件将所选元件拖拽到电路画布上后，我们需要正确地连接这些元件。
在EWB软件中，选择“连线”工具，然后点击元件上的引脚进行连接。
我们可以使用鼠标在电路画布上拖拽连线，或者直接点击元件引脚进行连接。
步骤五：设置元件参数在EWB软件中，我们可以修改元件的参数，以满足我们的需求。
例如，我们可以修改门电路的真值表或计数器的计数范围。
通过设置元件参数，我们可以进行更加灵活的仿真实验。
步骤六：进行仿真实验完成电路的搭建和参数设置后，我们可以通过点击软件界面上的“仿真”按钮或者选择菜单栏中的“仿真 -> 运行”选项，来进行数字电路的仿真实验。
EWB软件会根据设计的电路和设置的参数，模拟电路的工作过程，并显示相应的结果。
步骤七：分析仿真结果在仿真实验完成后，我们可以观察和分析仿真结果。
EWB 软件提供了丰富的工具和功能，以便我们对仿真结果进行分析和评估。
太原理工大学现代科技学院电路CAD 课程实验报告专业班级学号姓名指导教师太原理工大学现代科技学院实验报告实验名称 应用EWB 进行电路设计与仿真 同组人 专业班级 学号 姓名 成绩 实验五 应用EWB 进行电路设计与仿真 一、实验目的 1. 熟悉EWB 的使用环境和EWB 使用一般步骤。
2. 掌握模拟、数字电子电路的设计与仿真方法。
二、实验内容 1、虚拟仪器的使用 （1）示波器 示波器为双踪模拟式，其图标和面板如下图1所示。
其中：Expand ---- 面板扩展按钮； Time base ---- 时基控制； Trigger ---- 触发控制，包括：①Edge ---- 上（下）跳沿触发； ②Level ---- 触发电平； ③触发信号选择按钮：Auto （自动触发按钮）； A 、B （A 、B 通道触发按钮）；Ext （外触发按钮） X （Y ）position ---- X （Y ）轴偏置； Y/T 、B/A 、A/B ---- 显示方式选择按钮（幅度/时间、B 通道/A 通道、A 通道/B 通道）； AC 、0、DC ---- Y 轴输入方式按钮（AC 、0、DC ）。
……………………………………装………………………………………订…………………………………………线………………………………………太原理工大学现代科技学院实验报告 （2）电压表电压表的图标：，电压表的属性设置对话框如右图2所示。
图 2 电压表的属性设置对话框（3）电流表电流表的图标：，电流表的属性设置对话框如图3所示。
图 3 电流表的属性设置对话框（4）数字信号发生器数字信号发生器的图标：，数字信号发生器的属性设置对话框如图4所示：面板太原理工大学现代科技学院实验报告图4 虚拟数字信号发生器（5）逻辑分析仪逻辑分析仪的图标：，逻辑分析仪输出结果图5所示：图5 虚拟逻辑分析仪的输出结果2、实验电路图（1）半波整流电容滤波电路仿真实验原理如图6。
实验一基尔霍夫电压定律一、实验目的1、测量串联电阻电路的等效电阻并比较测量值和计算值。
2、确定串联电阻电路中流过每个电阻的电流。
3、确定串联电阻电路中每个电阻两端的电压。
4、根据电路的电流和电压确定串联电阻电路的等效电阻。
5、验证基尔霍夫电压定律。
二、实验器材直流电压源 1个数字万用表 1个电压表 3个电流表 3个电阻 3个三、实验原理及实验电路两个或两个以上的元件首尾依次连在一起称为串联，串联电路中流过每一个元件的电流相等。
若串联的元件是电阻，则总电阻等于各个电阻值和。
因此，在图1—1所示电阻串联电路中R=R1+R2+R3。
图1—1电阻串联电路串联电路的等效电阻确定以后，由欧姆定律，用串联电阻两端的电压U除以等效电阻R，便可求出电流I，即 I=U/R 。
基尔霍夫电压定律指出，在电路中环绕任意闭合路径一周，所有电压降的代数和必须等于所有电压升的代数和。
这就是说，在图1—2所示电路中，串联电阻两端电压降之和必须等于串联电路所加的电源电压之和。
因此，由基尔霍夫电压定律有：U 1=Ubc+Ude+Ufo式中，Ubc=IR1，Ude=IR2，Ufo=IR3。
图1—2基尔霍夫电压定律实验电路四、实验步骤1、建立如图1—1所示的电阻串联实验电路。
2、用鼠标左键单击仿真电源开关，激活实验电路，用数字万用表测量串联电路的等效电阻R，记录测量值，并与计算值比较。
3、建立如图1—2所示的基尔霍夫电压定律实验电路。
4、用鼠标左键单击仿真电源开关，激活实验电路，记录电流Iab 、Icd、Ief及电压Ube 、Ude、Ufo。
5、利用等效电阻R，计算电源电压U1和电流I 。
6、用R1两端的电压计算流过电阻R1的电流IR1。
7、用R2两端的电压计算流过电阻R2的电流IR2。
8、用R3两端的电压计算流过电阻R3的电流IR3。
9、利用电路电流Iab 和电源电压U1计算串联电路的等效电阻R 。
10、计算电压Ubc 、Ude、Ufo之和。
EWB仿真实验电路4
6.8 74138－3/8译码器逻辑功能
图6.7 3/8译码器逻辑功能实验电路
6.9 74138－3/8译码器应用电路－顺序控制器
图6.8 74138－3/8译码器应用电路－顺序控制器
①开关C控制电路的工作状态；
②逻辑字产生器工作在000H～007H的加计数模式。
6.10 74151－8选1数据选择器逻辑功能
①数据输入及数据选择用开关设置；
②逻辑字产生器工作在000H～007H的加计数模式。
图6.9 18选1数据选择器7415逻辑功能实验6.11 7442－二－十进制译码器逻辑功能
图6.10 二－十进制译码器7442逻辑功能实验6.12 7442二－十进制译码器的应用－构成全加器
图6.11 用二－十进制译码器7442构成全加器
6.13 7448－七段字形译码显示驱动器逻辑功能
图6.12 7448七段字形译码显示驱动器逻辑功能
6.14 8选1数据选择器74151的应用－构成4位奇偶检验器
图6.13 用8选1数据选择器74151构成4位奇偶检验器。
Ewb仿真实验与实例教程1 Electronics Workbench简介电子设计自动化（Electronic Design Automation，简称EDA）技术是近代电子信息领域发展起来的杰出成果。
EDA包括电子工程设计的全过程，如系统结构模拟、电路特性分析、绘制电路图和制作PCB（印刷电路板），其中结构模拟、电路特性分析称之为EDA仿真。
目前著名的仿真软件SPICE（Simulation Program With Integrated Circuit Emphasis）是由美国加州大学伯克利分校于1972年首先推出的，经过多年的完善，已发展成为国际公认的最成熟的电路仿真软件，当今流行的各种EDA软件，如PSPICE、or/CAD、Electronics Workbench等都是基于SPICE开发的。
Electronics Workbench(简称EWB)是加拿大Interactive Image Technologies Led 公司于1988年推出的，它以SPICE3F5为模拟软件的核心，并增强了数字及混合信号模拟方面的功能，是一个用于电子电路仿真的“虚拟电子工作台”，是目前高校在电子技术教学中应用最广泛的一种电路仿真软件。
EWB软件界面形象直观，操作方便，采用图形方式创建电路和提供交互式仿真过程。
创建电路需要的元器件、电路仿真需要的测试仪器均可直接从屏幕中选取，且元器件和仪器的图形与实物外型非常相似，因此极易学习和操作。
EWB软件提供电路设计和性能仿真所需的数千种元器件和各种元器件的理想参数，同时用户还可以根据需要新建或扩充元器件库。
它提供直流、交流、暂态的13种分析功能。
另外，它可以对被仿真电路中的元器件设置各种故障，如开路、短路和不同程度的漏电，以观察不同故障情况下电路的状态。
EWB软件输出方式灵活，在仿真的同时它可以储存测试点的所有数据，列出被仿真电路的所有元器件清单，显示波形和具体数据等。
第二部分、数字电路部分四、组合逻辑电路的设计与测试一、实验目的1、掌握组合逻辑电路的设计的设计与测试方法。
2、熟悉EWB中逻辑转换仪的使用方法。
二、实验内容设计要求：有A、B、C三台电动机，要求A工作B也必须工作，B工作C也必须工作，否者就报警。
用组合逻辑电路实现。
三、操作1、列出真值表，并编写在逻辑转换仪中“真值表”区域内，将其复制到下ABC 输入，输出接彩色指示灯，验证电路的逻辑功能。
将连接的电路图复制到下表中。
五、触发器及其应用一、实验目的1、掌握基本JK、D等触发器的逻辑功能的测试方法。
2、熟悉EWB中逻辑分析仪的使用方法。
二、实验内容1、测试D触发器的逻辑功能。
2、触发器之间的相互转换。
3、用JK触发器组成双向时钟脉冲电路，并测试其波形。
三、操作1、D触发器在输入信号为单端的情况下，D触发器用起来最为方便，其状态方程为n D+1nQ=其输出状态的更新发生在CP脉冲的上升沿，故又称为上升沿触发的边沿触发器。
图2.5.1为双D 74LS74的引脚排列及逻辑符号。
图2.5.1 74LS74的引脚排列及逻辑符号在EWB中连接电路如图2.5.2所示，记录表2.5.1的功能表。
图2.5.2输 入 输 出D SD RCP D 1+n Qn Q0 1 × × 1 0 × × 1 1 ↓ 0 11↓12、触发器之间的相互转换在集成触发器的产品中，每一种触发器都有自己固定的逻辑功能。
但可以利用转换的方法获得具有其它功能的触发器。
在T ′触发器的CP 端每来一个CP 脉冲信号，触发器的状态就翻转一次，故称之为反转触发器，广泛用于计数电路中，其状态方程为：1nn Q Q +=。
同样，若将D 触发器Q 端与D 端相连，便转成T ′触发器。
如图2.5.3所示。
DQCPQQ Q图2.5.3 D 转成T ′在EWB 中连接电路如图2.5.4所示，测试其功能。
图2.5.4 D 转成T ′触发器3、双向时钟脉冲电路的测试。
①、按图2.5.5用JK 触发器和与非门组成双向时钟脉冲电路。
图2.5.5Q、CPA、CPB接入逻辑分析仪的输入端，把设②、CP用10Hz时钟源，将CP、Q、③、在逻辑分析仪面板中设置内时钟频率为100Hz，把逻辑分析仪显示波形复制到下六计数器和译码显示电路的应用一、实验验目的1、掌握中规模集成计数器的使用及其功能测试方法。
2、掌握计数器的扩展使用及其测试方法。
3、掌握用置位法和复位法实现任意进制计数器及其测试方法。
4、熟悉EWB中字信号发生器的使用方法。
二、实验内容1、测试7447BCD码译码器的逻辑功能和七段式数码管组成译码、显示电路。
2、测试74192同步双向十进制计数器的逻辑功能。
3、用74192设计任意进制计数器。
三、操作1、测试7447 BCD码译码器的逻辑功能和七段式数码管组成译码、显示电路。
①从数字集成电路库中选择7447 BCD码译码器，按“F1”键了解该集成电路的功能。
、、直接接高电平，从仪器库中选择“字信②将7447的功能输入端LT RBI BI/RBO号发生器”，将图标下沿的输出端口连接到电路的ABCD输入端（注意：高低位要对应），打开面板，按照真值表中输入的要求，编辑字信号并进行其它参数的设置（其中频率设置为1Hz）。
③从指示元件库中选择数码管，接至电路输出端。
④单击字信号发生器“Step”（单步）输出方式，记录数码管显示的字符与用“F1”键查看到的真值表比较。
记录测试结果。
⑤将电路图复制到下表：显示电路。
将电路图复制到下表：3、用2片74192（同步双向十进制计数器）、带译码功能的数码管和时钟源组成100进4、用2片74192（同步双向十进制计数器）、基本门电路、带译码功能的数码管和时钟源组成计数范围为60~1的计数器。
将电路图复制到下表：七 555多谐振荡器一、实验目的1、 熟悉555型集成时基电路结构、工作原理及其特点。
2、 掌握555型集成时基电路的基本应用。
二、实验内容 二、实验原理集成时基电路又称为集成定时器或555电路，是一种数字、模拟混合型的中规模集成电路、应用十分广泛。
它是一种产生时间延迟和多种脉冲信号的电路，由于内部电压标准使用了三个5K 电阻，故取名555电路。
其电路类型有双极型和CMOS 型两大类，二者的结构与工作原理类似。
几乎所有的双极型产品型号最后的三位数码都是555或556；所有的CMOS 产品型号最后四位数码都是7555或7556，二者的逻辑功能和引脚排列完全相同，易于互换。
555和7555是单定时器。
556和7556是双定时器。
双极型的电源电压V CC =+5～+15V ，输出的最大电流可达200mA ，CMOS 型的电源电压为+3V ～+18V 。
1、555电路的工作原理555电路的内部电路方框图及功能表如图2.7.1所示。
它含有两个电压比较器，一个基本RS 触发器，一个放电开关管T ，比较器的参考电压由三只5K 的电阻器构成的分压器提供。
他们分别使高电平比较器A 1的同相输入端和低电平比较器A 2的反相输入端的参考电平为CC V 32和CC V 31。
A 1和A 2的输出端控制RS 触发器状态和放电管开关状态。
当输入信号自6脚，即高电平触发输入并超过参考电平CC V 32时，触发器复位，555的输出端3脚输出低电平，同时放电开关管导通；当输入信号自2脚输入并低于CC V 31时，触发器置位，555的3脚输出高电平，同时放电开关管截止。
D R 是复位端（4脚），当D R =0，555输出低电平。
平时D R 端开路或接V CC 。
TH TL R S Q T <2/3Vcc >1/3Vc c 0 1 0 导通 >2/3Vc c<1/3Vc c11截至>2/3Vc c >1/3Vc c1 1 保持 保持图2.7.1 555定时器内部框图及引脚排列和功能表V C 是控制电压端（5脚），平时输出CC V 32作为比较器A 1的参考电平，当5脚外接一个输入电压，即改变了比较器的参考电平，从而实现对输出的另一种控制，在不接外加电压时，通常接一个0.01μf 的电容器到地，起滤波作用，以消除外来的干扰，确保参考电平的稳定。
T 为放电管，当T 导通时，将给接于脚7的电容器提供低阻放电通路。
555定时器主要是与电阻、电容构成放电电路，并由两个比较器来检测电容器上的电压，以确定输出电平的高低和放电开关管的通断。
这就很方便地构成从微秒到数十分钟延时电路，可方便地构成单稳态触发器，多谐振荡器，施密特触发器等脉冲产生或波形变换电路。
2、555定时器构成多谐振荡器 如图2.7.2（a ），由555定时器和外接元R 1、R 2、C 构成多谐振荡器，脚2与脚6直接相连。
电路没有稳态，仅存在两个暂稳态，电路亦不需要外加触发信号，利用电源通过R 1，R 2向C 充电，以及C 通过R 2向放电端C 1放电，使电路产生振荡。
电容C 在31V CC 和32V CC 之间充电和放电，其波形如图2.7.2（b ）所示。
输出信号的时间参数是T=t w1+t w2， t w1=0.7（R 1+R 2）C ， t w2=0.7R 2C555电路要求R1与R2均应大于或等于1K Ω，但R1+R2应小于或等于3.3M Ω。
外部元件的稳定性决定了多谐振荡器的稳定性，555定时器配以少量的元件即可获得较高精度的振荡频率和具有较强的功率输出能力。
因此这种形式的多谐振荡器应用很广。
图2.7.2 多谐振荡器三、操作在EWB 中按图2.7.2连接电路，用示波器观察电容两端的电压和输出电压的波形，将电路图及测试的数据填入下面的表格中。
第三部分综合设计实验实验题目交通灯控制电路的设计一．实验目的：1.学习触发器、时钟发生器及计数、译码显示、控制电路等单元电路的综合应用。
2.进一步熟悉进行大中型电路的设计方法，掌握基本的原理及设计过程。
二．知识点及预习要求：本实验的知识点为任意进制数加减计数器，D触发器，555定时电路的工作原理，控制逻辑电路的设计等单元电路的设计方法和参数计算、检测、调试。
1.复习数字电路中D触发器、时钟发生器及计数器、译码显示器等部分内容。
2.分析交通灯控制电路的组成、各部分功能及工作原理。
3.列出交通灯控制电路的测试表格和调试步骤。
标出所用芯片引脚号。
4.用EWB设计电路并进行仿真。
三．设计任务1.设计一个十字路口交通灯控制电路，要求主干道与支干道交替通行。
主干道通行时，主干道绿灯亮，支干道红灯亮，时间为60秒。
支干道通行时，主干道绿灯亮，主干道红灯亮，时间为30秒。
2.每次绿灯变红时，要求黄灯先闪烁3秒（频率为5Hz）。
此时另一路口红灯也不变。
3.在绿灯亮（通行时间内）和红灯亮（禁止通行时间内）均有倒计时显示。
四．实验原理：图1为交通灯控制电路的逻辑图。
按功能分成5个单元电路进行分析。
图1设计提示：1、秒振荡电路应能输出频率分别为为1Hz和5Hz、幅度为5V的时钟脉冲，要求误差不超过0.1S。
为提高精度，可用555设计一个输出频率为100Hz的多谐振荡器，再通过100分频（100进制计数器）而得到1Hz的时钟脉冲，通过20分频得到5Hz的时钟脉冲。
2、计数器电路应具有60秒倒计时（计数范围为60~1减计数器）、30秒倒计时（计数范围为30~1减计数器）以及3秒计时功能。
此三种计数功能可用2片十进制计数器组成，再通过主控制电路实现转换。
3、各个方向的倒计时显示可共用一套译码显示电路，需2片BCD译码器和2个数码管。
4、主控制电路和信号灯译码驱动用各种门电路和D触发器组成，应能实现计时电路的转换、各方向信号灯的控制。
5、用EWB5.0C设计的整体电路如图2所示，其中部分单元子电路如图3、4、5所示。
图2 整体电路图3 100Hz时钟产生电路图4 100分频和20分频电路图5计数器电路图6主控制电路五．实验设备及器件：1.数电实验箱、数字万用表、双踪示波器、函数信号发生器各1台2.计算机（带EWB电路仿真软件）3.元件：74LS192 同步双向十进制计数器4片74LS248 七段式数码显示译码器2片LC5011 七段数码管2个74LS74 双D触发器1片74LS32 四-2输入或门4片74LS08 四-2输入与门2片74LS04 非门1片NE555定时器1片红、黄、绿发光二极管各2个电阻：10KΩ1个电容：0.01μF、0.1μF 各1个电位器：100KΩ1个面包板1块六．实验要求：1、分析每个单元的设计要求并用所给的元器件设计出各单元电路和整体电路，并在计算机上进行仿真。
2、对单元电路进行调试，直到满足设计要求，记录各电路等逻辑功能、波形图等参数。
3、待各单元电路工作正常后，再将有关电路逐级连接起来，并进行测试。
