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基于Multisim10的电子摇号器设计与仿真

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第１９卷　Ｖｏ１．１９　第ｌ３期　Ｎｏ．１３　电子设计工程　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｄｅｓｉｇｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　２０１１年７月　Ｊｕ１．２０１１　

基于ＭｕｌｔｉｓｉｍｌＯ的电子摇号器设计与仿真　

赵家松　，黄荣华　，严伟榆　（１．云南农业大学基础与信息工程学院，云南昆明６５０２０１；　２．云南农业大学农村政策发展研究中心，云南昆明６５０２０１）　摘要：Ｍｕｈｉｓｉｍｌ０是一款优秀的电子电路辅助分析与设计软件。运用Ｍｕｈｉｓｉｍｌ０软件设计了电子摇号器，整个系统由　开关控制电路、振荡电路、十进制计数器、寄存器和译码显示电路５个部分组成。电路结构简单，布线清晰，易于实现。　计算机仿真结果表明该电路实现了随机产生数码０到９的功能。基于Ｍｕｈｉｓｉｍｌ０的电路设计与仿真方法与传统的设　计方法相比．具有省时、低成本、高效率的优越性。　关键词：电路设计；仿真；摇号器；ＭｕｌｔｉｓｉｍｌＯ　中图分类号：ＴＮ７１０．９；ＴＰ３９１．９　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７４—６２３６（２０１１）１３－０１２４－０３　Ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｏｎ　ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　ｎａｍｅｒｉｃａｌ　ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ　ｇｅｎｅｒａｔｏｒ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＭｕｌｔｉｓｉｍｌＯ　ＺＨＡＯ　Ｊｉａ—ｓｏｎｇ　，ＨＵＡＮＧ　Ｒｏｎｇ—ｈｕａ２，ＹＡＮ　Ｗｅｉ－ｙｕ　（１．Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆＳｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｙｕｎｎａｎ　Ａｇｒｉｃｕｈｕｒｅ　Ｕｎｉｖｅｒｓ　，Ｋｕｎｍｉｎｇ　６５０２０１，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｒｕｒａｌ　Ｐｏｌｉｃｙ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｃｅｎｔｅｒ，Ｙｕｎｎａｎ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｋｕｎｍｉｎｇ　６５０２０１，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍａｈｉｓｉｍｌ０　ｉＳ　ａｎ　ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ　ｓｏｆｔｗａ￣ｒｅ　ｆｏｒ　ａｉｄｅｄ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ａｎｄ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　ｃｉｒｃｕｉｔ．Ａ　ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　ｈｕｍｅｒｉｃａｌ　ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ　ｇｅｎｅｒａｔｏｒ　ｗａｓ　ｄｅｓｉｇｎｅｄ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＭｕｈｉｓｉｍｌＯ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｓｏｆｔｗａｒｅ．Ｔｈｉｓ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｓ　ｃｏｍｐｏｓｅｄ　ｏｆ　ｆｉｖｅ　ｐａｎｓ：　ｓｗｉｔｃｈ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｃｉｒｃｕｉｔ；ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ　ｃｉｒｃｕｉｔ；ｄｅｃｉｍａｌ　ｃｏｕｎｔｅｒ；ｒｅｇｉｓｔｅｒ；ｄｅｃｏｄｅｒ　ａｎｄ　ｄｉｓｐｌａｙ　ｄｒｉｖｉｎｇ　ｃｉｒｃｕｉｔ．Ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｈａｓ　ｓｉｍｐｌｅ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｃｌｅａｒ　ｗｉｒｉｎｇ　ａｎｄ　ｉｓ　ｅａｓｙ　ｔｏ　ｉｍｐｌｅｍｅｎｔ．Ｔｈｅ　ｃｏｍｐｕｔｅｒ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｓ　ｇｅｎｅｒａｔｏｒ　ｏｆ　ｒａｎｄｏｍ　ｎｕｍｂｅｒ　ｆｒｏｍ　０　ｔｏ　９．Ｃｏｍｐａｒｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ　ｄｅｓｉｇｎ　ｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｉｓ　ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｍｕｈｉｓｉｍｌ０　ｈａｓ　ｍａｎｙ　ａｄｖａｎｔａｇｅｓ，ｓｕｃｈ　ａｓ　ｔｉｍｅ—ｓａｖｉｎｇ，ｌｏｗ　ｉｎ　ｃｏｓｔ　ａｎｄ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｃｉｒｃｕｉｔ　ｄｅｓｉｇｎ；ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ　ｇｅｎｅｒａｔｏｒ；Ｍｕｌｔｉｓｉｍｌ０　

随着电子信息产业的飞速发展．电子设计已进入电子设　计自动化（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｄｅｓｉｇｎ　Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ。ＥＤＡ）时代。ＥＤＡ技　术涉及电路设计、电路仿真和系统分析３方面内容，其设计　过程大部分工作都是由计算机完成的。这种先进的方法已成　为当前学习电子技术的重要辅助手段，更代表着现代电子系　统设计的时代潮流【１１。掌握ＥＤＡ技术首先得学习和运用ＥＤＡ　软件。目前，常用的ＥＤＡ软件有Ｐｓｐｉｃｅ，ＭａｘｐｌｕｓｌＩ，Ｐｒｏｔｅｌ，　Ｏｒｅａｄ和Ｍｕｈｉｓｉｍ。利用这些软件对电子电路进行仿真设计，　不消耗实际的元器件，电路修改调试方便，提高了电子电路　设计的效率，缩短了产品开发的周期。　Ｍｕｈｉｓｉｍｌ０软件的前身是加拿大图像交互技术　（Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ　Ｉｍａｇｅ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，ＩＩＴ）公司推出的电子工作台　（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　Ｗｏｒｋｂｅｎｃｈ，ＥＷＢ）软件。２ｏ０５年美国国家仪器　（Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，ＮＩ）公司收购加拿大ＩＩＴ公司，２０ｏ７年　美国ＮＩ公司推出的ＮＩ　Ｃｉｒｃｕｉｔ　Ｄｅｓｉｇｎ　Ｓｕｉｔ　１０软件．　ＭｕｈｉｓｉｍｌＯ是其中的一个重要组成部分。该软件具有以下特　收稿日期：２０１　１一ｏ４—２８　稿件编号：２０１　ｌ０４１３４　基金项目：云南省教育厅科学研究基金项目（０９Ｃ０２８４）　点：直观的图形界面、庞大的元器件库、丰富的测试仪器、完　备的分析工具、强大的仿真能力，广泛应用于电子电路的教　学［２－３１、设计ｆ４－５】和科研［６１中。　１设计要求与任务分析　１．１设计要求　设计一个电子摇号器，要求：通过一个按键开关随机抽　取０到９中的一个数字。　１．２任务分析　根据任务要求，数字０到９可由十进制计数器状态输盛　获取，经译码后用七段数码管直观地显示数字。由于计数　状态输出是周期性变化的，因此，数字Ｏ到９均等地出现。　数脉冲由多谐振荡器产生，其频率可设定为１０　ｋＨｚ。在确忘　初态的情况下，按键频率要达到１０　ｋＨｚ才能预知下一状态　操作人员是远远达不到如此高的按键频率。这样就保证了ｊ｛　号的公正性。２个开关（用变量儿和Ｊ２表示）控制摇号器　

作者简介：赵家松（１９７５一），男，云南昭通人，硕士，讲师。研究方向：电子信息，网络通信工程。　－

１２４－　赵家松，等基于Ｍｕｈｉｓｉｍｌ０的电子摇号器设计与仿真　工作状态，变量取值为Ｏ、１分别表示开关断开和闭合。电子　摇号器的功能如表ｌ所示。　表１电子摇号器功能　Ｔａｂ．１　Ｆｕｎｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　ｎｕｍｅｒｉｃａｌ￣ｌｅｃｔｉｏｎ　ｇｅｎｅｒａｔｏｒ　

根据上述任务分析与功能表，确定设计方案，整个电路　由开关控制电路等５个模块组成，如图ｌ所示。　Ｉ开关控制电路ｌ　Ｊ１●　Ｊ２　

２电路设计与仿真　２．１开关控制电路设计　由表１所示电路功能，开关Ｊ１用于控制十进制计数器置　数和计数．则Ｊｌ与十进制计数器的置数控制端ＬＯＡＤ相连。　初始状态Ｊ１断开，计数器的置数控制端ＬＯＡＤ＝０，使得计数　器工作于置数状态；Ｊ１闭合，计数器的置数控制端ＬＯＡＤ＝Ｉ，　使得计数器工作于计数状态，其输出循环产生０—９。Ｊ２用于　摇号操作，可与寄存器时钟控制端ＣＬＫ相连。为方便用键盘　进行摇号，设置开关Ｊ２的控制键为“空格”键，即Ｋｅｙ＝Ｓｐａｃｅ。　如此，每按一下“空格”键，寄存器时钟控制端ＣＬＫ处就产生　一个上升沿脉冲。开关控制电路如图２所示。　

图２开关控制电路　Ｆｉｇ．２　Ｃｉｒｃｕｉｔ　ｏｆ　ｓ￣ｔｅｈ　ｅｏｎｔｒｏｌ　２．２振荡电路设计　振荡电路用于产生计数器所需的时钟脉冲信号。由于精　度要求不高。时钟脉冲可由５５５定时器与ＲＣ组成的多谐振　荡器产生　，如图３所示，其振荡频率产　。取Ｒ，：　１．３　ｋｎ，Ｒ４＝６．５　ｋｆｌ，Ｃ３＝１０　ｎＦ，在图３中输出端ＯＵＴ处接入虚　拟示波器测量输出时钟信号的频率，有，　一１０　ｋＨｚ。　如前分析，１０　ｋＨｚ时钟脉冲可保证摇号的公正性。　：　图３时钟脉冲发生器　Ｆｉｇ．３　Ｃｌｏｃｋ　ｐｕｌｓｅ　ｇｅｎｅｒａｔｏｒ　２－３计数与寄存器设计　选用集成十进制同步加法计数器７４ＬＳ１６０及４Ｄ边沿触　发器７４ＬＳ１７５构成计数及寄存器。由于数字０也是摇号备选　号码。则计数器７４ＬＳ１６０及寄存器７４ＬＳ１７５皆不能作清零操　作，以避免数字０出现次数过多，影响摇号的随机性。因此，　计数器７４ＫＳ１６０及寄存器７４ＬＳ１７５的清零控制端无效。即　ＣＬＲ＝Ｉ。７４ＬＳ１６０的置数输入端Ａ＝Ｂ＝Ｃ＝Ｄ＝Ｉ，状态输出端　ＱＡ～ＱＤ分别接７４Ｌｓ１７５的输入端ｌＤ￣４Ｄ。　２．４译码显示电路设计　为直观地观察摇号结果．采用共阴极七段数码管作为显　示器。译码电路采用７４ＬＳ４８．其输入端Ａ—Ｄ接寄存器　７４ＬＳ１７５的输出端１Ｑ～４Ｑ；七路输出都接同样大小的限流电　阻Ｒ，译码显示电路如图４所示。双击数码管ｕ５，查看其参　数，０ｎ　Ｃｕｒｒｅｎｔ（／ｏｎ）＝５　ｍＡ，Ｆｏｒｗａｒｄ　Ｖｏｌｔａｇｅ　Ｄｒｏｐ（ｖｚ）＝１．６６　ｖ，　Ｉ／　一Ｔ，　则限流电阻尺＝二　上　６６８　ｎ，可取Ｒ＝印０　ｎ。　ＩＯＮ　

７４ＬＳ４８Ｄ　图４译码显示电路　Ｆｉｇ．４　Ｄｅｃｏｄｅｒ　ａｎｄ　ｄｉｓｐｌａｙ　ｃｉｒｃｕｉｔ　２．５总体电路设计与仿真　在Ｍｕｈｉｓｉｍｌ０主界面内，将上述各单元电路组合起来，　按各自对应的关系相互连接构成电子摇号器仿真电路，如图　５所示。为使总体电路布线清晰、简单明了，采用层次电路设　计方法，执行Ｐｌａｃｅ／Ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ　Ｂｌｏｃｋ　ｆｒｏｍ　Ｆｉｌｅ命令，由存盘　位置找到图３电路文件１０　ｋＨｚ时钟脉冲后打开，即是图５　中的层次块电路Ｘｌ。　２．５．１电路功能仿真　点击Ｍｕｈｉｓｉｍｌ０软件的“Ｓｉｍｕｌａｔｅ／Ｒｕｎ”按钮或直接按　一

】２５－　《电子设计工程）２Ｏｌ１年第１３期　

图５电子摇号器仿真电路　Ｆｉｇ．５　Ｓｉｔｕａｔｉｏｎ　ｃｉ￣ｕｉｔ　０ｆ　ｄｅｃｔｍｎｉｃ　ｎｕｍｅｆｉｃ￣ｓｄｅｃｔｉｏｎ　“Ｆ５”键．便可以进行电子摇号器的仿真。　态均为断开，电路功能测试如下：　设２个开关初始状　２．５．３电子摇号器功能扩展　１）灭灯开关Ｊ１断开，７４ＬＳ１６０置数端有效，输出ＱＡ　ＱＢ　Ｑｃ　ＱＤ＝Ｉｌ１ｌ，送入７４ＬＳ１７５的输入端，即有１Ｄ２Ｄ３Ｄ４Ｄ＝　ｌ１１１。按下开关Ｊ２。７４ＬＳ１７５的时钟控制端ＣＬｌ（产生一个上　升沿脉冲，其输出１Ｑ２Ｑ３Ｑ４Ｑ＝Ｉ１ｌ１，使７４ＬＳ４８的七路输出　全为Ｏ，则七段数码管Ｕ５显示为灭灯状态。　２）保持开关Ｊ１闭合。７４ＬＳ１６０工作于计数状态。Ｊ２断　开，７４ＬＳ１７５的时钟控制端ＣＬＫ＝Ｏ，输出保持，则七段数码管　Ｕ５显示状态也保持。　３）摇号　开关Ｊ１闭合，７４ＬＳ１６０工作于计数状态。按下　开关Ｊ２，７４ＬＳ１７５的时钟控制端ＣＬＫ产生一个上升沿脉冲，　其输出１Ｑ￣４Ｑ为该时刻计数器的输出ＱＡ￣ＱＤ，通过　７４ＬＳ４８译码后．七段数码管Ｕ５显示相应的十进制数作为　摇号的结果。由于计数器时钟ＣＬＫ频率为１０　ｋＨｚ，则摇号　输出是随机的。　２．５．２摇号随机性测试　按上述方法进行摇号仿真，每产生１００个数码作为１　组数据，统计产生的数码０—９的次数。重复１Ｏ次操作，产生　ｌ０组数据，对其平均后，作出产生数码次数的柱状图，如图　６所示　１　２・０Ｏ　１０・０Ｏ　８．００　羹６．００　４・ＯＯ　２・０Ｏ　０．０Ｏ　数码　图６数码次数　Ｆｉｇ．６　ｆＩ’ｉｍｅｓ　ｎｆ　ｎｕｍｅｒａｌ　如图６所示，电子摇号器仿真产生的数码次数近似服从　均匀分布。每按下一次开关Ｊ２，将随机产生Ｏ到９之间的一　个数码，结果是无法预知的。　－１２６－　Ｕ５　

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基于MULTISIM10的单片机系统仿真研究

基于MULTISIM10的单片机系统仿真研究

第２７卷第１期　计算机仿真　２０１０年１月　

文章编号：１００６—９３４８（２ｏｍ）ｏｌ一０２４５—０４　

基于ＭＵＬＴＩＳＩＭＩ　Ｏ的　单片机系统仿真研究　

魏学海，刘晓红　

（黑龙江科技学院，黑龙江哈尔滨１５００２７）　

摘要：传统学习单片机的方法需要硬件开发板，因此必须投入一部分资金在单片机及其外围电路上，给初学者带来了经济上　的负担。采用Ｍｕｈｉｓｉｍｌ０虚拟软件平台可以很容易的搭建硬件电路，并进行仿真研究。以波形发生器，两种液晶显示屏为　例，介绍了虚拟环境下进行单片机学习的一种方法，可以把传统的硬件设计、调试、仿真集成在一个软件环境下。可以做到　边设计边实验，修改调试方便，而且实验采用的是虚拟元器件和测量仪器，实验成本低，实验速度快。由于程序设计采用汇　编语言已经有相关的文献可以参考，而Ｃ语言在这方面资料欠缺，因此采用了Ｃ语言进行设计，并通过了仿真测试，结果达　到了预期设计要求。　关键词：波形发生器；液晶显示屏；虚拟环境；仿真　中图分类号：ＴＰ３９１．９　文献标识码：Ｂ　

Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｍｕｌｔｉｓｉｍ　ｌ　０　

ＷＥＩ　Ｘｕｅ—ｈａｉ．ＬＩＵ　Ｘｉａｏ—ｈｏｎｇ　

（Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ　Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｒｂｉｎ　Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ　１５００２７，Ｃｈｉｎａ）　

ＡＢＳＴＲＡＣＴ：Ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｏｆ　ｌｅａｒｎｉｎｇ　ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　ｎｅｅｄｓ　ｈａｒｄｗａｒｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｂｏａｒｄ，ＳＯ　ｐａｒｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｆｕｎｄｓ　ｍｕｓｔ　ｂｅ　ｉｎｖｅｓｔｅｄ　ｉｎ　ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ　ｃｉｒｃｕｉｔｓ，ｔｈｕｓ　ａｄｄｉｎｇ　ａ　ｆｉｎａｎｃｉａｌ　ｂｕｒｄｅｎ　ｏｎ　ｂｅｇｉｎｎｅｒｓ．Ｎａｔｉｏｎａｌ　

基于Multisim 10的共射极放大器设计与仿真

基于Multisim 10的共射极放大器设计与仿真

第２０卷　第３期　Ｖｏ１．２Ｏ　Ｎｏ．３　电子设计工程　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｄｅｓｉｇｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　２０１２年２月　Ｆｅｂ．２０１２　

基于Ｍｕｌｔｉｓｉｍ　１０的共射极放大器设计与仿真　

许建明，彭森，王小沅，陈鹏　

（邵阳学院信息工程系，湖南邵阳４２２０００）　

摘要：利用Ｍｕｌｔｉｓｉｍ　１０仿真软件对共射极放大电路进行了计算机辅助设计和仿真。运用直流工作点对静态工作点进　

行了分析和设定；利用波特图示仪分析了电路的频率特性：对电压增益、输入电阻和输出电阻进行了仿真测试，测试　

结果和理论计算值基本一致。研究表明，Ｍｕｈｉｓｉｍ　１０仿真软件具有强大的设计和仿真分析功能，可以缩短设计周期。　

保障操作安全，方便调试、节省成本和提高设计质量等。　关键词：静态工作点；放大器；仿真；频率特性；Ｍｕｈｉｓｉｍ　１０　

中图分类号：ＴＮ７０２　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７４—６２３６（２０１２）０３一Ｏ０８８—０４　

Ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ｓｉｍｌｄａｔｉｏｎ　ｏｎ　ｃｏｍｍｏｎ－ｅｍｉｔｔｅｒ　ａｍｐｌｉｆｉｅｒｓ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｍｌｌｌｔｉｓｉｍ　１０　

ＸＵ　Ｊｉａｎ－ｍｉｎｇ，ＰＥＮＧ　Ｓｅｎ，ＷＡＮＧ　Ｘｉａｏ—ｙｕａｎ，ＣＨＥＮ　Ｐｅｎｇ　（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｈａｏｙａｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｏｙａｎｇ　４２２０００，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　ａｉｄｅｄ　ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｏｎ　ｃｏｍｍｏｎ　ｅｍｉｔｔｅｒ　ａｍｐｌｉｆｉｅｒ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ｗｅｒｅ　ｐｒｅｐａｒｅｄ　ｕｓｉｎｇ　Ｍｕｈｉｓｉｍ　１０　

ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｓｏｆｔｗａｒｅ．Ｔｈｅ　ｕｓｅ　ｏｆ　ＤＣ　ｏｐｅｒａｔｉｎｇ　ｐｏｉｎｔ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ａｎｄ　ｓｅｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｔａｔｉｃ　ｏｐｅｒａｔｉｎｇ　ｐｏｉｎｔ；ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　

一位硬件随机数发生器的设计与仿真

一位硬件随机数发生器的设计与仿真

一位硬件随机数发生器的设计与仿真

周新淳

【摘 要】This paper presents a random number generating circuit , It can

generate a random decimal number.The circuit is composed of a switching

circuit, a pulse generating circuit, a counting circuit and a display

e common chip design , The design has the characteristics of

convenience , reliability and low cost. And using simulation software for

data statistics. The computer simulation results show that the design

implements generator of random number from 0 to 9.%文中设计了一种随机数发生电路,可以生成一位十进制随机数,电路分为开关电路、脉冲产生电路、计数电路和显示电路,采用常用芯片设计,产品方便可靠,成本低廉.并利用仿真软件进行数据统计,仿真结果表明该电路可以有效实现随机产生数码0到9的功能.

【期刊名称】《电子设计工程》

【年(卷),期】2017(025)006

【总页数】4页(P19-22)

【关键词】随机数;硬件电路;Multisim;仿真

【作 者】周新淳

【作者单位】宝鸡文理学院 陕西 宝鸡 721016

【正文语种】中 文

【中图分类】TN709 现代生活对随机数的依赖越来越多，比如彩票摇号，车牌摇号，抽取幸运观众等等。很多地方要求有使用方便、安全快捷的随机数产生方法。当前主流的随机数电路分为两种，软件型和硬件型。软件型的随机数产生电路方便快捷，但是安全性不高，而且必须借助电脑运行，在一些重要场合往往不方便使用，而且有安全漏洞。硬件随机数使用简单，做成成品后杜绝了被修改的可能性，安全性较高[1-2]。

Multisim10的电子电路设计与应用

Multisim10的电子电路设计与应用

．　Ｃｈｉｎａ　Ｎｅｗ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ　ａｎｄ　Ｐｒｏｄｕｃｔｓ　Ｍｕｌｔｉｓｉｍ　１　０的电子电路设计与应用　蒋喜辉　（哈尔滨广播器材有限责任公司，黑龙江哈尔滨１５００００）　工业技术　摘要：ＭｕｈｉｓｉｍｌＯ是仿真软件ＥＷＢ的最新版本，是专门用于电路分析软件仿真的虚拟“电予工作台”，在电子电路仿真实验中广泛应　用，本文在此主要研究了Ｍｕｈｉｓｉｍ１０的电子电路设计与应用。　关键词：Ｍｕｌｔｉｓｉｍ１０；电子电路；设计；应用　随着电子技术和计算机技术的１ｓ速发　展，电子电路的没汁和分析方法发生了重大　变革。采用先进的电子设计自动化Ｍｕｈｉｓｉｍ　ｌＯ仿真软件，已成为发展的趋势。在计算机　上安装陔仿真软件，可方便地使用品种齐全　的元器件库设计电路，任意修改元件参数，分　析各元件参数对电路的作用与影响，增强对　电路的感性与理性认识。使用者能够较好地　掌握各种元件存电路中所起的作用，以及各　种仿真仪器的基本使用　电路参数的测试方　法，把设计理念与实际问题有机地结合起来。　同时，计算机仿真设计吨路也克服了真实元　器件品种、规格和数量上的不足，避免了在使　用中造成测量仪器损坏等不利　素。仿真设　计对提高设汁者分析、解决问题能力有实际　意义，对开拓培养设计人员的综合设计能力、　创新思维能力有积极作用。　１　Ｍｕｉｔｉｓｉｍ１０软件的主要特点　ＭｕｈｉｓｉｍｌＯ是美国ＮＩ公司推　的ＥＤＡ　（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｄｅｓｉｇｎ　Ａｕｔｏｍａｔｉｃ）软件的一种，它　将电路陶输入仿真与设计的模块更名为Ｍｕｌ—　ｔｉｓｉｍ，是一个完整的电路设计和仿真工具软　件。它提供了一个庞大的元件数据库，包禽电　子电路仿真设计的模块Ｍｕｈｉｓｉｍ、ＰＣＢ设计软　件Ｕｈｉｂｏａｒｄ、布线引擎Ｕｈｉｒｏｕｔｅ及通信电路　分析与设计模块４个部分，这４个部分相互　独立，可以分别使用。该软件可以对模拟、数　宁、模拟傲字混合电路进行仿真，克服了传统　电子设纠　工作的诸多限制。该软件的特点是：　设计与实验同步进行，边设　‘边实验，修改调　试方便；设计和实验用的元器件及测试仪器　仪表齐全，＿】ｆ以完成各种类型的电路设计与　实验；可以方便地对电路参数进行测试和分　析；可以直接打印输出实验数据、测试参数、　曲线和电路原理图；不消耗实际的元器件，实　验所需元器件的种类和数量不受限制，实验　成本低、速度快、效率高；设计和实验成功的　电路可以直接存产品中使用。　通过软件将元器件和仪器集合为一体，　电子设计人员利Ｊ｝ｊ这个软件可对所设计的电　路进行仿真和调试，一方面可以验证所设计　的电路是否能达到所设计的技术指标要求；　另一方面。又可通过改变电路的结构、元器件　参数，使整个电路的性能达到最佳。使用者根　据仿真电路的结果，将实际电路制作出来，这　样，不仅降低了电路的没汁成本，同时也拓宽　了设计人员设计产品的研发思路。目前，该软　件的先进设汁理念和技术已被越来越多的，　大工程技术人员所熟悉和掌握。　２　ＭｕｈｉｓｉｍｌＯ在电子电路中的设计与应　川　在电子电路中，常用的方法足采用实验　箱或搭建相关电路，通过示波器等对仪器进　行测试及性能分析，但这种方法受到实验仪　器的限制从而影响实验结果的准确性。利用　Ｍｕｈｉｓｉｍ软件进行电路的搭建，不仅具有高效　省时的特点，而且有利于理解电路中一些难　懂的概念。在课程中应用Ｍｕｈｉｓｉｍ软件的实　验仿真步骤如图１所示。在电子电路课程中。　涮制和解调电路足重要的组成部分，对调制、　解调的概念难于理解。现以振幅调制与解调　电路中的几个典型电路为例，分别对仿真电　路工作原理进行理论分析和功能验证。　２．１电路仿真　根据以上所述的原理，在Ｍｕｌｔｉｓｉｍ的］＿　作界面下创建如图２所示的由乘法器组成的　ＡＭ信号产牛的电路。电路中，载波信号ｕｃ　（ｔ）（ｖＩ）为幅度１Ｖ，频率为２０ＫＨｚ的正弦波。　它送到乘法器的Ｙ输入端口。而直流电压源　ｕｃｍ为１．５伏（ｖ３），低频调制信号ｕＱ（ｔ）ｆＶ２）　为幅度１Ｖ，频率为ｌ　ＫＨｚ的正弦波，二者叠加　后送到乘法器的Ｘ输入端口。运行仿真电路，　双击示波器ＸＳＣＩ，可以得到载波信号　通　道）、调制信号ｆＢ通道）、和已调信号（ｃ通道）的　仿真波形。从仿真结果来看，高频调幅波的幅　值随着调制信号的规律变化。实现了调幅过　程。若将　２中Ｖ３的值改变为０．６Ｖ，即改变　调制波的振幅。从仿真波形来看。出现过涮幅　现象，信号包络的变化规律与调制信号波形　不一致，产生了严重的包络失真，在实际应片ｊ　中，要尽量避免这种现象。　图２　２．２振幅解调电路　—Ｌ　…　图３　调幅信号的解调原理框图解调是调制的　逆过程，是从高频已知信号中恢复凋制信号　的过程，调幅波的解调也称为检波。振幅解训　的方法可分为包络检波和同步榆波两大类，　由于调幅波信号的包络与凋制信号成正比，　冈此包络检波只适用于普通涮幅波的解渊，　而双边带信　－￣（ＤＳＢ）和　边带信号（ＳＳＢ）只能　用同步检波解凋。现以普通调幅采用包络检　波器进行检波为例进行电路分析，包络检波　器由非线性电路和低通滤波器两部分组成，　其原理框图如图３所示。　２＿３调幅信号的解调电路　普通调幅信号一般采用二檄舒包络检波　器。Ｖ　Ｊ是一个普通凋幅信号源，调制信号频　率是５００　Ｈｚ，载波频率是５００Ｋｌｔｚ，幅度是　１．６Ｖ，调制度是０．５。普通凋幅波经过电容ｃｌ　和二极管Ｄ１检波。再经过由Ｒ２和Ｃ２组成　的低通滤波器滤波后输出。运行仿真电路，双　击示波器ＸＳＣＩ，可以得到二极管包络检波器　的输入输出波形，Ａ通道为输入的调幅波信　号，Ｂ通道为检波器的输ｍ，通过输波形可以　看出检波器存在一定的失真，　３结语　采用Ｍｕｈｉｓｉｍ　１０仿真软件，利　｝十｛　Ｍｕｈｉｓｉｍｌ０软件平台对各个单元电路进行性　能测试和仿真分析，操作方便，能够直观的观　察动态仿真波形，对电路进行仿真能直观地　分析电路结构及设计思路，并且可以容易地　更换所需要的元件，通过模拟可快速地反映　出所设汁电路的性能。该软件特别适用丁综　合设计性实验项目，有效地克服实验室开放　条件的限制。可根据所学知识和自身能力，ｆ】　行设计电路方案，进行电路分析，可有效地节　省产品开发的成本与时间。　参考文献　ｆ１　ｆ万琰，谢海良．基于Ｍｕｌｔｉｓｉｍ１０的电机正反　转控制电路的设计与仿真ＩＪ１．漯河职业技术学　院学报、２００９—０９—１５．　理上人手，避免人为的误操作或足违章作业。　４结论　综上所述，要做好液态烃球罐区的防火防　爆＿ｒ作主要需从以Ｆ五方面着手：ａ静电的预　防，主要方法有丁艺控制和静电泄漏。ｂ．雷击的　保护，通过建立避雷针，并定期检测其接地电　一１４６一　中国新技术新产品　阻。Ｃ．泄漏的控制，主要通过控制火源、切断进　料、紧急泄压等手段。ｄ．完善罐区安全设施ｅ．　加强安全管理，严格执行球罐区的有关的管理　法规、规定。　参考文献　ｆ１１《石油化工安全技术高级本》石油工业出版社　１９８７丘　【２Ｊ《石油化工企业设计防火规范》中国计划出版　社