Multisim14.0仿真应用设计(二十五)74LS153数据选择器应用仿真

本文介绍了74LS153双4选1数据选择器的原理及应用,详细讲解了其引脚定义、逻辑符号、逻辑框图、真值表,并通过Multisim14.0进行了仿真,展示了仿真效果。

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一、简介:

        74LS153是双4选1数据选择器,有选择输入端B和A,能有四种状态,选中输入4个数据中的其中一个数据,选择输入中L,H分别代表为L为低电平,H为高电平。选通输入可称为使能端,选通输入为高电平时,输出端Y为L低电平,选通为低电平时,输出Y为选择的数据输出

二、引脚定义:

        

三、逻辑符号:

<think>好的,用户想要在NI Multisim 14.0仿真一个ADC采集实验,需要详细的元器件列表和布线路径。首先,我需要确定用户的具体需求。ADC采集实验通常包括模拟信号输入、ADC转换、微控制器或数字处理部分,以及可能的输出显示或存储。用户可能对ADC的类型、分辨率、采样率有特定要求,或者只是基础实验? 用户可能是一名学生或者电子爱好者,刚开始接触Multisim,所以需要步骤详细,元器件选择常见且容易获取的型号。考虑到Multisim的元件库,选择常用的ADC型号,比如ADC0804,因为它是一个8位ADC,简单易用,适合教学和基础仿真。另外,需要时钟信号源、参考电压、微控制器(如8051或Arduino)来读取ADC数据,或者可能用虚拟仪器如逻辑分析仪来观察输出。 接下来,布线路径需要清晰,确保信号正确连接。包括模拟输入、参考电压、时钟、数据输出到微控制器的接口。可能需要分压电路来调整输入电压范围,或者使用信号发生器作为输入源。还需要注意电源和地的连接,确保ADC和微控制器有正确的供电。 用户可能没有提到的细节包括是否需要显示结果,比如用LED或七段显示器,或者通过虚拟仪器查看数字输出。此外,是否需要编写微控制器的代码来读取ADC数据,或者使用Multisim中的示例电路? 需要检查是否所有元件在Multisim 14.0的库中存在,比如ADC0804、8051微控制器、信号发生器、电源等。布线时,注意避免交叉,使用网络标签来简化连接,尤其是数据总线部分,可能需要8条线连接到微控制器的端口,使用总线工具可以更清晰。 另外,时钟电路可能需要RC元件来生成合适的频率,或者使用函数发生器作为时钟源。参考电压部分可能需要分压电阻,确保ADC的Vref符合输入信号的范围。模拟输入部分可能需要一个电位器或信号发生器来提供可变电压,方便测试。 用户可能的误区是忽略去耦电容、参考电压的稳定性,或者时钟信号的稳定性,这些都会影响ADC的转换结果。在步骤中需要提醒这些细节,解释其重要性。此外,仿真时的设置,比如仿真时间、步长,以及如何观察输出结果,比如使用逻辑分析仪或电压探针。 总结下来,需要提供一个结构化的元器件列表,分块说明每个部分的作用,然后详细说明布线步骤,包括信号连接、电源管理、时钟配置等,确保用户能够一步步搭建电路成功仿真。</think>--- ### **NI Multisim 14.0 ADC采集实验仿真指南** --- #### **一、核心元器件清单** ```markdown 1. **信号输入模块** - 函数发生器 (XFG1) ➔ 产生模拟输入信号 - 电位器 (R1=10) ➔ 手动调节模拟电压 - 运算放大器 (U1: LM358) ➔ 信号缓冲隔离 2. **ADC转换核心** - 8位ADC芯片 (U2: ADC0804LCN) ➔ 分辨率8位,参考电压5V - 时钟发生器 (XFG2) ➔ 提供CLK信号(推荐100kHz) - 精密基准源 (U3: LM336-5.0) ➔ 提供+5V基准电压 3. **数字处理单元** - 8051微控制器 (U4: AT89C51) ➔ 读取处理ADC数据 - 4位七段数码管 (D1: SEVEN_SEG_DISPLAY) ➔ 显示转换结果 - 74LS373锁存器 (U5) ➔ 数据总线缓冲 4. **辅助电路** - RC滤波网络 (R2=1kΩ, C1=100nF) ➔ 输入抗混叠滤波 - 去耦电容组 (C2=100μF, C3=100nF) ➔ 电源滤波 - 上拉电阻排 (RN1: 8×1kΩ) ➔ 数据总线提升 ``` --- #### **二、关键布线路径详解** **1. 模拟信号链路** ``` 函数发生器XFG1输出端 → 电位器R1中间抽头 → 运放U1同相输入端 运放U1输出端 → RC滤波器(R2-C1节点) → ADC0804 VIN(+) ADC0804 VIN(-) → 接地 → 实现单端输入 ``` **2. 基准电压配置** ``` LM336-5.0 Vout → ADC0804 VREF/2 (Pin9) → 配合内部2倍放大器 ADC0804 VCC (Pin20) → +5V电源 → 联C2-C3去耦网络 ``` **3. 时钟与控制信号** ``` XFG2输出 → ADC0804 CLK IN (Pin4) 8051 P3.0 → ADC0804 /WR (Pin3) → 启动转换 ADC0804 /INTR (Pin5) → 8051 P3.1 → 转换完成中断 ``` **4. 数据总线连接** ``` ADC0804 DB0-DB7 (Pin11-18)74LS373 D0-D7 → 总线网络标签[D0-D7] 74LS373 Q0-Q7 → 8051 P1.0-P1.7 → 通过网络标签建立映射 ``` **5. 显示单元接口** ``` 8051 P0.0-P0.3 → 七段数码管位选端 (DIG1-DIG4) 8051 P2.0-P2.6 → 七段码段选端 (A-G) ``` --- #### **三、分层电路布局建议** **顶层布局示意图** ``` +-------------------+ +-------------------+ | 信号输入模块 | | 数字处理单元 | | XFG1─┬─R1─U1 | | U4─┬─U5─D1 | | └─R2-C1─→U2 |◀──▶| └─[D0-D7] | +-------------------+ +-------------------+ ▲ │ +-------------------+ | ADC核心电路 | | U2─┬─XFG2 | | ├─U3 | | └─C2-C3 | +-------------------+ ``` --- #### **四、关键参数设置** **ADC0804配置表** | 引脚 | 连接目标 | 参数要求 | |------|-----------------|-----------------------| | Pin1 | /CS | 接地(始终使能) | | Pin2 | /RD | 接地(持续读取) | | Pin9 | VREF/2 | 2.5V(对应5V量程) | | Pin19| CLK R | 接10kΩ电阻到VCC | **8051初始化代码** ```assembly MOV P1, #0FFh ; 设置P1口为输入模式 SETB EA ; 开启全局中断 SETB EX0 ; 允许INT0中断 MOV TMOD, #01h ; 定时器0模式1 ``` --- #### **五、仿真操作流程** 1. **参数验证阶段** - 用电压探针测量ADC输入电压范围(0-5V) - 用逻辑分析仪捕获CLK信号频率(确认100kHz方波) 2. **功能测试步骤** ```markdown a. 调整XFG1输出1Hz正弦波(幅值4Vpp,偏置2.5V) b. 开启仿真后双击ADC0804,在属性窗口监控转换值 c. 右键点击七段数码管,选择"Digital Probe"观察实时数值 ``` 3. **动态调试技巧** - 在ADC输出端添加总线电压表(Bus Voltage Meter) - 使用"Interactive Simulation"模式逐步执行8051程序 - 在中断服务程序处设置断点监测转换时序 --- #### **六、典型问题排查** **数据跳变不稳定** - 检查去耦电容是否靠近ADC电源引脚 - 确认CLK信号边沿陡峭(上升时间<100ns) - 测量VREF电压波动应小于10mV **显示值固定不变** - 检查/INTR到8051的中断线连接 - 验证74LS373的LE引脚是否接控制信号 - 确认七段数码管共阴/共阳配置与驱动匹配 **量化误差过大** - 用4线Kelvin接法校准基准电压 - 在输入级增加OP07构成仪表放大器 - 将采样率降低至1/10时钟频率(即10kSPS) --- **扩展建议**:尝试添加串口通信模块,将ADC数据通过虚拟仪器(VIRTUAL TERMINAL)输出到PC端,实现实时波形显示。可选用MAX232电平转换芯片连接8051的UART端口。
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