基于multisinl的設備報警計數系統的設計與仿真

季麗琴

摘要：本文基于Muhisim平臺設計了一個設備開關違反通電規則下的集報警功能與報警計數功能為一體的系統。該系統對應的設備有三個開關A、B、c，只有開關A接通的條件下，開關B才可通電，開關c只有在開關B接通的條件下才可通電。若違反上述規則，則設備發出報警信號，并將該信號送入計數電路，實現設備報警次數的記錄。

關鍵詞：Muhisim;計數器;74LS00;74LSl60

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）33-0247-02

某設備有三個開關A、B、C，其通電規則如下：只有開關A接通的條件下，開關B才可通電，開關c只有在開關B接通的條件下才可通電，若違反上述規則，則設備發出報警信號，實現設備報警功能。在設備發出報警信號后，將此信號接入計數電路，便可實現報警次數的記錄。本文設計的設備報警計數系統是基于multisim軟件平臺實現的。實驗結果表明，設計的報警計數系統運行正確。

1設備報警功能的實現

在已知設備開關的通電規則的前提下，假設開關A為變量A，開關B為變量B，開關c為變量C，輸出報警信號為變量Y，則可以根據組合邏輯電路的分析方法，首先可列出相關真值表，再通過真值表寫出相應的邏輯表達式，然后對表達式進行公式法或卡諾圖化簡，并基于74LSOO輸入與非門得到最簡與非一與非表達式。最后根據最簡與非一與非式得到邏輯仿真圖。

1.1列出真值表

表1為設備報警功能的真值表。

1.2化簡表達式

根據表1可以得到，再利用公式法將其化簡為。然后對該表達式進行兩次取反，并根據摩根定律化簡為最簡的與非一與非式，從該表達式可以看出，需要5個與非門來完成。

1.3邏輯仿真圖

打開Muhisim軟件，單擊工具條上的“Place Basic”按鈕，從彈出的對話框中選取3個單刀雙擲開關SPDT放置于工作面上。再單擊工具條上的“Place TTL”，調出5組74LSOO。最后，點擊“Place Indicator”，調出探針（顏色可以任選），以其亮代表報警，以其滅代表未報警。將各元器件進行相連，單擊仿真按鈕即可觀察效果。其仿真圖如圖l所示。

2報警計數功能的實現

2.1基于74LSl60的計數電路

74LSl60芯片為同步十進制計數器，本系統的計數電路正是以基于74LS160實現的十進制計數電路為例，其相關邏輯電路圖如圖2所示，Q_DQ_CQ_BQ_A=1010，利用異步清零法，找到高電平位Q_DQ_B，將這兩個位通過74LSOO連接至清零端。若有需要兩位數計數或更大位數計數，則另需設計。

2.2將報警信號接入計數電路

為實現報警信號的計數功能，本文將圖2中接人時鐘的5HZ 5v脈沖信號進行修改，且同時將圖1中的輸出探針去除，即其圖1的輸出線路直接與74LS160的時鐘信號進行相連，從而實現設備報警信號的計數功能。具體如圖3所示。

2.3報警計數功能的分析

假設設置設備開關A、B、c的狀態為001時，報警信號Y=I（進行報警，為高電平），在此基礎上，再設置開關A、B、C的狀態為100時，報警信號Y=0（不報警，為低電平），可以看出，報警信號從高電平變為了低電平，從而形成了一次脈沖信號，即進行了一次報警計數的記錄。以此類推，當開關A、B、C的狀態為101時，報警信號Y=I（進行報警，為高電平），在此基礎上，再設置開關A、B、c的狀態為100時，報警信號Y=0（不報警，為低電平），也可形成一次脈沖信號，進行一次報警。通過不斷地實驗，發現報警信號Y由0變為1時不可形成脈沖信號，即不進行計數，只有當報警信號Y由1變為0時，才可進行計數。

3結束語

本文設計的設備報警計數系統是基于Multisim完成的，該系統包含兩大功能，即報警和計數。報警功能是基于74LS00的基礎上，通過列出真值表，化簡表達式等步驟完成的。計數功能則是基于74LS160完成的。最后將報警功能電路和計數功能電路進行相連，完成了最終的設備報警計數系統。實驗證明，該系統運行正確、穩定。