74LS161是具有異步置零、計數(shù)、預(yù)置數(shù)和保持功能的可編程集成中規(guī)模同步4位二進(jìn)制加法計數(shù)器。

用Muhisim仿真軟件虛擬儀器中的字組產(chǎn)生器做信號源產(chǎn)生所需的時鐘脈沖、控制信號，用邏輯分析儀顯示時鐘脈沖、控制信號及狀態(tài)輸出信號的波形，通過仿真實驗可直觀描述計數(shù)器的工作過程。

1、Multisim仿真實驗方法

Muhisim仿真實驗方法如下：

（1）創(chuàng)建電路

確定字組產(chǎn)生器產(chǎn)生74LS161計數(shù)器所需的時鐘脈沖、控制信號，邏輯分析儀所顯示的時鐘脈沖、控制信號及狀態(tài)輸出信號。

74LS161計數(shù)器可從Muhisim的TTL數(shù)字IC庫中找出，字組產(chǎn)生器、邏輯分析儀分別從虛擬儀器庫中找出。

（2）設(shè)置字組產(chǎn)生器

確定字組產(chǎn)生器產(chǎn)生的74LS161計數(shù)器所需的時鐘脈沖、控制信號等各個字的內(nèi)容，在字組產(chǎn)生器中依次輸入各字組數(shù)據(jù)，進(jìn)行所有字組信號的設(shè)置。

（3）仿真運行分析

進(jìn)行實驗仿真，分析仿真實驗結(jié)果。

2、Multisim仿真實驗舉例

74LS161計數(shù)器的功能表如表1所示，其中CLK為時鐘脈沖輸入信號、ENP及ENT為計數(shù)控制信號、L0AD為預(yù)置數(shù)控制信號、CLR為異步置零控制信號、ABCD為預(yù)置數(shù)輸入信號、QAQBQCQD為狀態(tài)輸出信號、RCO為進(jìn)位輸出信號。

2．1、仿真實驗電路創(chuàng)建

實驗時附加與非門將計數(shù)器74LS161用同步置零法構(gòu)成計數(shù)范圍為0000～1001的十進(jìn)制計數(shù)器，并用CIR異步置零信號將計數(shù)器置于0000初始狀態(tài)，計數(shù)器工作時所用到的工作方式有異步清零、二進(jìn)制計數(shù)和預(yù)置數(shù)，全面反映了計數(shù)器的工作過程。

表174LS161的功能表

構(gòu)建仿真實驗電路如圖1所示。其中，字組產(chǎn)生器輸出時鐘脈沖CLK、異步置0信號CLR，邏輯分析儀顯示時鐘脈沖/CLK、異步置0信號/CLR、預(yù)置數(shù)控制信號/LOAD及狀態(tài)輸出信號QA～QD的波形。

圖1 ? 集成計數(shù)器74LS161的仿真實驗電路

注意，Multisim10版本中，74LS161的時鐘脈沖CLK為下降沿觸發(fā)，附加反相器74LS04修正為與實際器件一致的上升沿觸發(fā)方式。

2．2、字組產(chǎn)生器輸出字組的設(shè)計

所設(shè)計的各字?jǐn)?shù)據(jù)為0，2，3，2，3，2，3，2，3，2，3，2，3，2，3，2，3，2，3，2，3，2，如圖2所示。

在字組產(chǎn)生器的數(shù)據(jù)欄內(nèi)以十六進(jìn)制（Hex）依次輸入各字組數(shù)據(jù)，并對最后一個字?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行末地址設(shè)置（SetFinalPosition），完成所有字組信號的設(shè)置，如圖3所示。

圖3 ?集成計數(shù)器74LS161仿真實驗字組信號的設(shè)置

2．3、仿真運行分析

邏輯儀分析顯示波形如圖4所示。

圖4 ? 集成計數(shù)器74LS161仿真實驗波形

圖4中，“1”為時鐘脈沖/CLK的波形；“2”為異步置0信號/CLR的波形；“3”為預(yù)置數(shù)控制信號/LOAD的波形；“4”～“7”為狀態(tài)輸出信號QA～QD的波形。

由圖4可知，/CLR一0時將計數(shù)器置于0000初始狀態(tài)；/CLR=1時，從0000～1001狀態(tài)，預(yù)置數(shù)控制信號/LOAD=1，計數(shù)器在時鐘脈沖/CLK作用下按計數(shù)方式工作；在1001狀態(tài)預(yù)置數(shù)控制信號/LOAD一0，計數(shù)器在時鐘脈沖/CLK作用下按預(yù)置數(shù)方式工作，使QAQBQcQD—ABCD一0000。

3、結(jié)語

由于受實驗儀器的限制無法對計數(shù)器工作波形進(jìn)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，所述方法具有實際應(yīng)用意義。