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。該方法具有實際應用意義。