基于multisinl的设备报警计数系统的设计与仿真
2019-01-08季丽琴
季丽琴
摘要：本文基于Muhisim平台设计了一个设备开关违反通电规则下的集报警功能与报警计数功能为一体的系统。该系统对应的设备有三个开关A、B、c，只有开关A接通的条件下，开关B才可通电，开关c只有在开关B接通的条件下才可通电。若违反上述规则，则设备发出报警信号，并将该信号送入计数电路，实现设备报警次数的记录。
关键词：Muhisim;计数器;74LS00;74LSl60
中图分类号：TP311 文献标识码：A
文章编号：1009-3044（2019）33-0247-02
某设备有三个开关A、B、C，其通电规则如下：只有开关A接通的条件下，开关B才可通电，开关c只有在开关B接通的条件下才可通电，若违反上述规则，则设备发出报警信号，实现设备报警功能。在设备发出报警信号后，将此信号接入计数电路，便可实现报警次数的记录。本文设计的设备报警计数系统是基于multisim软件平台实现的。实验结果表明，设计的报警计数系统运行正确。
1设备报警功能的实现
在已知设备开关的通电规则的前提下，假设开关A为变量A，开关B为变量B，开关c为变量C，输出报警信号为变量Y，则可以根据组合逻辑电路的分析方法，首先可列出相关真值表，再通过真值表写出相应的逻辑表达式，然后对表达式进行公式法或卡诺图化简，并基于74LSOO输入与非门得到最简与非一与非表达式。最后根据最简与非一与非式得到逻辑仿真图。
1.1列出真值表
表1为设备报警功能的真值表。
1.2化简表达式
根据表1可以得到，再利用公式法将其化简为。然后对该表达式进行两次取反，并根据摩根定律化简为最简的与非一与非式，从该表达式可以看出，需要5个与非门来完成。
1.3逻辑仿真图
打开Muhisim软件，单击工具条上的“Place Basic”按钮，从弹出的对话框中选取3个单刀双掷开关SPDT放置于工作面上。再单击工具条上的“Place TTL”，调出5组74LSOO。最后，点击“Place Indicator”，调出探针（颜色可以任选），以其亮代表报警，以其灭代表未报警。将各元器件进行相连，单击仿真按钮即可观察效果。其仿真图如图l所示。
2报警计数功能的实现
2.1基于74LSl60的计数电路
74LSl60芯片为同步十进制计数器，本系统的计数电路正是以基于74LS160实现的十进制计数电路为例，其相关逻辑电路图如图2所示，QDQCQBQA=1010，利用异步清零法，找到高电平位QDQB，将这两个位通过74LSOO连接至清零端。若有需要两位数计数或更大位数计数，则另需设计。
2.2将报警信号接入计数电路
为实现报警信号的计数功能，本文将图2中接人时钟的5HZ 5v脉冲信号进行修改，且同时将图1中的输出探针去除，即其图1的输出线路直接与74LS160的时钟信号进行相连，从而实现设备报警信号的计数功能。具体如图3所示。
2.3报警计数功能的分析
假设设置设备开关A、B、c的状态为001时，报警信号Y=I（进行报警，为高电平），在此基础上，再设置开关A、B、C的状态为100时，报警信号Y=0（不报警，为低电平），可以看出，报警信号从高电平变为了低电平，从而形成了一次脉冲信号，即进行了一次报警计数的记录。以此类推，当开关A、B、C的状态为101时，报警信号Y=I（进行报警，为高电平），在此基础上，再设置开关A、B、c的状态为100时，报警信号Y=0（不报警，为低电平），也可形成一次脉冲信号，进行一次报警。通过不断地实验，发现报警信号Y由0變为1时不可形成脉冲信号，即不进行计数，只有当报警信号Y由1变为0时，才可进行计数。
3结束语
本文设计的设备报警计数系统是基于Multisim完成的，该系统包含两大功能，即报警和计数。报警功能是基于74LS00的基础上，通过列出真值表，化简表达式等步骤完成的。计数功能则是基于74LS160完成的。最后将报警功能电路和计数功能电路进行相连，完成了最终的设备报警计数系统。实验证明，该系统运行正确、稳定。
