目录1课程设计的目的与作用 (2)2 设计任务、及所用multisim软件环境介绍 (2)2.1 设计任务 (2)2.1.1减法计数器 (2)1.2.2串行序列信号发生器 (2)1.2.3 24进制计数器 (3)2.2 multisim软件环境介绍 (3)3 时序逻辑电路的基本设计方法 (8)3.1 同步计数器 (8)3.2序列信号发生器 (10)3.3 24进制计数器 (10)4 设计步骤 (11)4.1 同步计数器 (11)4.2 序列信号发生器 (13)4.3 24进制计数器 (14)5仿真结果分析 (15)5.1 3位二进制同步减法计数器仿真结果 (15)5.2 串行序列发生器仿真结果 (16)5.3 24进制计数器仿真结果 (17)5.3 结果分析 (18)6设计总结和体会 (19)7参考文献 (20)1课程设计的目的与作用1．了解同步计数器，序列信号发生器和N进制计数器工作原理；2．掌握计数器电路的分析，设计方法及应用；3．掌握序列信号发生器的分析，设计方法及应用；4．掌握N进制计数器的分析，设计方法及应用；5．学会正确使用JK触发器。

2 设计任务、及所用multisim软件环境介绍2.1 设计任务2.1.1减法计数器1. 设计一个循环型3位2进制减法计数器，其中无效状态为（001，110）。

2. 根据同步计数器原理设计减法器的电路图。

3. 根据电路原理图使用Multisim进行仿真。

4. 将电路图进行实际接线操作。

5. 检查无误后，测试其功能。

1.2.2串行序列信号发生器1.设计一个序列信号发生器，其号序列为（101100）。

2.根据序列发生器原理设计发生器的原理图。

3.根据电路原理图使用Multisim进行仿真。

1.2.3 24进制计数器1. 用集成芯片设计一个24进制计数器2. 根据设计原理设计计数器原理图3. 根据电路原理图使用Mltisim仿真2.2 multisim软件环境介绍第一节Multisim概貌软件以图形界面为主，采用菜单、工具栏和热键相结合的方式，具有一般Windows 应用软件的界面风格，用户可以根据自己的习惯和熟悉程度自如使用。

一、Multisim的主窗口界面。

启动Multisim 12后，将出现如图2.1所示的界面。

图2.1 multism 12启动后所示界面界面由多个区域构成：菜单栏，各种工具栏，电路输入窗口，状态条，列表框等。

通过对各部分的操作可以实现电路图的输入、编辑，并根据需要对电路进行相应的观测和分析。

用户可以通过菜单或工具栏改变主窗口的视图容。

二、菜单栏菜单栏位于界面的上方，通过菜单可以对Multisim的所有功能进行操作。

不难看出菜单中有一些与大多数Windows平台上的应用软件一致的功能选项，如File，Edit，View，Options，Help。

此外，还有一些EDA软件专用的选项，如Place，Simulation，Transfer以及Tool等。

1. File File菜单中包含了对文件和项目的基本操作以及打印等命令。

2. Edit Edit命令提供了类似于图形编辑软件的基本编辑功能，用于对电路图进行编辑。

3．View 通过View菜单可以决定使用软件时的视图，对一些工具栏和窗口进行控制。

4．Place 通过Place命令输入电路图。

5．Simulate 通过Simulate菜单执行仿真分析命令。

6．Transfer菜单Transfer菜单提供的命令可以完成Multisim对其它EDA软件需要的文件格式的输出。

7．Tools Tools菜单主要针对元器件的编辑与管理的命令。

8．Options 通过Option菜单可以对软件的运行环境进行定制和设置。

9．Help Help菜单提供了对Multisim的在线帮助和辅助说明。

三、工具栏Multisim 提供了多种工具栏，并以层次化的模式加以管理，用户可以通过View菜单中的选项方便地将顶层的工具栏打开或关闭，再通过顶层工具栏中的按钮来管理和控制下层的工具栏。

通过工具栏，用户可以方便直接地使用软件的各项功能。

顶层的工具栏有：Standard工具栏、Design工具栏、Zoom工具栏，Simulation工具栏。

1．Standard工具栏包含了常见的文件操作和编辑操作，如下图所示：2．Design工具栏作为设计工具栏是Multisim的核心工具栏，通过对该工作栏按钮的操作可以完成对电路从设计到分析的全部工作，其中的按钮可以直接开关下层的工具栏：Component中的Multisim Master工具栏，Instrument工具栏。

（1）作为元器件（Component）工具栏中的一项，可以在Design工具栏过按钮来开关Multisim Master工具栏。

该工具栏有14个按钮，每个每一个按钮都对应一类元器件，其分类方式和Multisim元器件数据库中的分类相对应，通过按钮上图标就可大致清楚该类元器件的类型。

具体的容可以从Multisim的在线文档中获取。

（2）Instruments工具栏集中了Multisim为用户提供的所有虚拟仪器仪表，用户可以通过按钮选择自己需要的仪器对电路进行观测。

3．用户可以通过Zoom工具栏方便地调整所编辑电路的视图大小。

4．Simulation工具栏可以控制电路仿真的开始、结束和暂停。

第二节Multisim对元器件的管理Multisim以库的形式管理元器件，通过菜单Tools/ Database Management打开Database Management（数据库管理）窗口（如下图所示），对元器件库进行管理。

图2.2 元件库界面在Database Management窗口中的Daltabase列表中有两个数据库：Multisim Master 和User。

其中Multisim Master库中存放的是软件为用户提供的元器件，User是为用户自建元器件准备的数据库。

用户对Multisim Master数据库中的元器件和表示方式没有编辑权。

第三节输入并编辑电路输入电路图是分析和设计工作的第一步，用户从元器件库中选择需要的元器件放置在电路图中并连接起来,为分析和仿真做准备。

一、设置Multisim的通用环境变量为了适应不同的需求和用户习惯，用户可以用菜单Option/Preferences打开Preferences对话窗口，如下图所示。

通过该窗口的6个标签选项，用户可以就编辑界面颜色、电路尺寸、缩放比例、自动存储时间等容作相应的设置。

二、取用元器件取用元器件的方法有两种：从工具栏取用或从菜单取用。

下面将以74LS00为例说明两种方法。

1．从工具栏取用：Design工具栏®Multisim Master工具栏®TTL工具栏®74LS按钮从TTL工具栏中选择74LS按钮打开这类器件的Component Browser窗口，如下图所示。

其中包含的字段有Database name（元器件数据库），Component Family（元器件类型列表），Component Name List（元器件名细表），Manufacture Names（生产厂家），Model Level-ID（模型层次）等容。

2．从菜单取用：通过Place/ Place Component命令打开Component Browser窗口。

3．选中相应的元器件器件在电路图中显示的图形符号，用户可以在上面的Component Browser中的Symbol 选项框中预览到。

当器件放置到电路编辑窗口中后，用户就可以进行移动、复制、粘贴等编辑工作了。

三、将元器件连接成电路在将电路需要的元器件放置在电路编辑窗口后，用鼠标就可以方便地将器件连接起来。

方法是：用鼠标单击连线的起点并拖动鼠标至连线的终点。

在Multisim中连线的起点和终点不能悬空。

第四节虚拟仪器及其使用Multisim为用户提供了类型丰富的虚拟仪器，可以从Design工具栏®Instruments 工具栏，或用菜单命令（Simulation/ instrument）选用这11种仪表。

在选用后，各种虚拟仪表都以面板的方式显示在电路中。

通过与电路相连，可以用虚拟示波器同时观测电路中两点的波形。

双击虚拟仪器就会出现仪器面板，面板为用户提供观测窗口和参数设定按钮。

双击图中的示波器，就会出现示波器的面板。

通过Simulation工具栏启动电路仿真，示波器面板的窗口中就会出现被观测点的波形。

3 时序逻辑电路的基本设计方法3.1 同步计数器在数字电路中，把记忆输入CP脉冲个数的操作叫做计数，能实现计数操作的电子电路称为计数器。

它的主要特点是：(1)这种计数器除了输入计数脉冲CP信号之外，很少有另外的输入信号，其输出通常也都是现态的函数，是一种Moore型的时序电路，而输入计数脉冲CP是触发器的时钟信号。

(2)从电路组成看，其主要组成单元是时钟触发器。

当输入计数脉冲到来时，要更新状态的触发器都是同时翻转并按递减计数的电路叫做同步减法计数电路。

三位二进制同步减法计数器图3.1所示时三位二进制同步减法计数器的结构示意图。

CP时输入计数脉冲，每输入一个CP脉冲，计数器就减一个1，当不够减时就向高位借位，显然向高位借来的1应当8,8—1=7。

因此在状态图中，当状态为000时，输入一个CP脉冲，不够减，向高位借1当8，减去1后剩7，所以计数器的状态应该有000转换到111，且同时应向高位送出借位信号，图中的输出信号B就是要送给高位的借位信号。

图2.4.2所示为设计任务的卡诺图。

CP 3位二进制同步 B输入减法计数脉冲减法计数器送给高位的借位信号图3.1（1）计数器是用来统计输入脉冲个数电路，是组成数字电路和计算机电路的基本时序逻辑部件。

计数器按长度可分为：二进制，十进制和任意进制计数器。

计数器不仅有加法计数器，也有减法计数器。

如果一个计数器既能完成累加功能，也能完成递减功能，则称其为可逆计数器。

在同步计数器中，多个触发器共用同一个时钟信号。

时钟信号是计数脉冲信号的输入端。

（2）时序电路的分析过程：根据给定的时序电路，写出各触发器的驱动方程，输出方程，根据驱动方程带入触发器特征方程，得到每个触发器的次态方程；再根据给定初态，一次迭代得到特征转换表，分析特征转换表画出状态图。

（3）设计过程：设计流程如图3.2所示。

图3.2同步时序逻辑电路设计流程3.2序列信号发生器序列信号是指在同步脉冲作用下循环地产生一串周期性的二进制信号，能产生这种逻辑信号的逻辑器件就成为序列信号发生器。

根据结构不同，它可以分为反馈移位型和计数型两种。

序列信号发生器可以很容易的在计数器的基础上设计出来。