Multisim电路仿真应用
Multisim电路仿真及应用
仿真实训一：彩灯循环控制器的设计与仿真分析变换的彩灯已经成为人们日常生活不可缺少的点缀。那么这些变化的灯光是如何控制的呢？这就是我们下面要讨论的课题—彩灯循环控制电路。
电路设计分析彩灯循环控制技术指标：
1.彩灯能够自动循环点亮。
2.彩灯循环显示且频率快慢可调。
3.该控制电路具有8路以上输出。
仿真实训二：交通信号灯控制系统的设计与仿真分析十字路口的交通信号灯是我们每天出行时都会遇到的，信号灯指挥着行人和各种车辆安全有序的通行。实现红、绿灯的自动控制是城市交通管理现代化的重要课题，合适的信号灯指挥系统可以提高城市交通的效率。下面我们以该课题为例进行设计与仿真分
析。
电路设计分析交通信号灯控制系统的技术指标：
1.主、支干道交替通行，主干道每次放行30s，支干道每次放行20s。
2.绿灯亮表示可以通行，红灯亮表示禁止通行。
3.每次绿灯变红灯时，黄灯先亮5s（此时另一干道上的红灯不变）。
4.十字路口要有数字显示，作为等候时间提示。要求主、支干道通行时间及黄灯亮的时间均以秒为单位作减计数。
5.在黄灯亮时，原红灯按1HZ的频率闪烁。
6.要求主、支干道通行时间及黄灯亮的时间均可在0-99s任意设定。
仿真实训三：篮球比赛24秒倒计时器的设计与仿真分析电路设计分析：
计时器在许多领域均有普遍的应用，篮球比赛中除了有总时间倒计时外，为了加快比赛节奏，新的规则还要求进攻方在24秒有一次投篮动作，否则视为违规。
本设计题目“篮球比赛24秒倒计时器”从数字电路角度讨论，实际上就是一个二十四进制递减的计数器。
电路设计技术指标：
1.能完成24秒倒计时功能。
2.完成计数器的复位、启动计数、暂停/继续计数、声光报警等功能。
仿真实训四：多路抢答器的设计与仿真分析
抢答器是各种竞赛活动中一种常用的必备装置，其发展也比较快，从一开始的仅具有抢答锁定功能的单个电路，到现在的具有倒计时、定时、自动（手动）复位、报警（即声响提示，有的以音乐的方式来体现）、屏幕显示、按键发光等多种功能、计数融合的产品。
电路设计分析电路设计计数指标：
1.本例抢答器最多可供4名参赛选手使用，编号1—4 号，各队分别用一个按钮（分别为S1—S4）控制，并设置一个系统清零和抢答控制开关S5，该开关由主持人控制。
2.抢答器具有数据锁存功能，并将锁存数据用发光二极管指示灯显示出来，同时蜂鸣器发出间歇式声响，支持人清零后，声音提示停止。
3.抢答先后的分辨率为1ms。
4.开关S5作为清零及抢答控制开关（由支持人控制），当开关S5被按下时，抢答电路清零，松开后则允许抢答，输入抢答信号有由抢答按钮开关S1 – S4实现。
5.有抢答信号输入（开关S1 – S4中的任意一个开关被按下）时，由数码管显示出相对应的组别。此时再按其他任何一个抢答器开关均无效，指示灯依旧“保持”第一个开关按下时所对应的状态不变。
仿真实训五：多功能数字钟的设计与仿真分析数字钟是一种采用数字电路技术实现“时”，“分”，“秒”数字显示的实际装置。与机械式时钟相比它具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更长的使用寿命，不仅作为家用电子钟为大家所喜爱，而且可用于机场，车站，码头，体育场等许多公共
场所，给人们提供准确时间。
电路设计分析电路设计技术指标：
1.设计那一台能直接显示“时”，“分”，“秒”十进制数字的石英电子时钟。
2.走时精确高于普通机械中（误差不超过1s/d），具有校时功能，可分别对时分惊醒单独校对。
3.具有整点宝石的功能。
仿真实训六：函数信号发生仿真设计
函数信号发生器一般是指自动产生正弦波，三角波，方波，锯齿波及阶梯波等电压波形的电路或仪器。根据用途不同，有产生三种或多种波形的函数信号发生器，使用的期间可以使分立器件（如全部使用晶体管的低频信号函数发生器S101），也可以采用集成电路（如单片函数发生器模块8038）。
功能要求：
1.在给定的12V直流电压条件下，使用运算放大器设计并制作一个函数信号发生器。
2.函数信号发生器包括方波，三角波，正弦波发生电流，且频率和幅度可调。
3.信号频率：1HZ-1KHZ。
4.输出电压：方波：Vp-p<=24v
三角波：Vp-p<=8v
正弦波：Vp-p>1v
仿真实训七：四路智力抢答器仿真设计
设计要求
1.在给定5V直流电源电压的条件下设计一个可以容纳四组参赛者的抢答器，每组设置一个抢答按钮供参赛者使用，分别用4个按钮J1-J4表示。
2.设置一个系统清零和抢答控制开关K（该开关由主持人控制），当开关K被按下时，抢答开始（允许抢答），打开后抢答数据清零。
3.抢答器具有第一个抢答信号的鉴别，锁存及显示功能。即有抢答信号输入（开关J1-J4中任意一个开关被按下）时，锁存相应的编号，并在LED数码管上显示出来，同时扬声器发出声响。此时再按其他任何一个抢答器开关均无效，优先抢答选手的编号一致保持不变，直到主持人将系统清零为止。
仿真实训八：三路智力抢答器仿真设计
设计要求
1.制作一个可容纳[1]、[2]、[3]三组参赛者的竞赛抢答器，每组设置一个抢答按钮供参赛竞赛者使用。
2.电路应具有一个强大信号的鉴别合格锁存功能。在主持人[x]清零，发出抢答指令后，如果某组参赛者在第一时间按动抢答开关抢答成功，应立即将其输入锁存器自锁，是其他组别的抢答信号无效，并用编码，译码及数码显示电路显示该组参赛者的组别。
3.若同时有两组以上抢答，则所有用的抢答信号无效，显示器显示“0”。
仿真实训九：交通灯信号控制器仿真设计
城市十字交叉路口为确保车辆、行人安全有序地通过，都设有指挥信号灯。交通信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高道路通行能力、减少交通事故有明显效果。因此，如何采用合适的方法，使交通信号灯的控制与交通疏导有机结合，最大限度缓解主干道与匝道、城区同周边地区的交通拥堵状况，越来越成为交通运输管理和城市规划部门丞待解决的主要问题。
功能要求
1.设计一个十字路口的交通灯控制电路，要求东西方向车道和南北方向车道两条交叉道路上的车辆交替运行，每次通行时间设为45s。时间可设置修改。
2.在绿灯转为红灯时，要求黄灯先亮5s，才能变换运行车道。
3.黄灯亮时，要求每秒闪亮一次。
4.东西方向、南北方向车道除了有红、黄、绿灯指示外，每一种灯亮的时间都用显示器进行显示（采用倒计时的方法）。
5.假定+5V电源给定。
仿真实训十：数字频率计仿真设计
数字频率计是直接用十进制数字来显示被测信号频率的一种测量装置。它不仅可以测量正玄波、方波、三角波和尖脉冲信号的频率，而且还可以测量它们的周期。经过改装，在电路中增加传感器，还可以做成数字脉搏计、电子秤、计价器等。因此，数字频
率计在测量物理量方面应用广泛。
功能要求：
1.频率测量围：1Hz-10kHz。
2.数字显示位数：四位静态十进制计数显示被测信号的频率。
仿真实训十一：数字时钟仿真设计
数字时钟是用数字集成电路构成的、用数码管显示的一种现代化计时器，与传统机械表相比，它具有走时准确、显示直观、五机械传动装置等特点，因而广泛应用于车站、码头、机场、商店等公共场所。在控制系统中，数字时钟也常常用来做定时控制的时钟源。
功能要求：
1.设计一个具有时、分、秒的十进制数字显示的计时器。
2.具有手动校时、校分的功能。
3.通过开关能实现小时的十二进制和二十四进制转换。
4.具有整点报时功能，应该是每个整点完成相应点数的报时，如3点钟响5声。
仿真实训十二：温度控制报警电路仿真设计
在现实生活中，常有一种控制技术，即带有自动温度补偿的设备，在规定温度正常工作。但是为设备安全，需设定工作的上限温度，万一温控补偿失效，设备温度一旦超出上限温度时，便立即切断电源并报警，而待设备修复后再投入使用。
功能要求：
1.当温度正常时，数码管按0→1→2→3→4→5的顺序循环显示；
2.当温度超过预定值时，数码管按0→1→2→3→4→5→6→7的顺序循环显示，同时
绿色发光二极管点亮；
3.当温度继续上升到一定值时，数码管不显示，同时红色发光二极管点亮。
仿真实训十三：温度测量与控制电路设计
在工农业生产和科学研究中，经常需要对某一系统的温度进行测量，并能自动地控制，调节该系统的温度。
1.被测温度和控制温度均可用数字显示。
2.测量温度为0-120℃，精度为±0.5。
3.控制温度连续可调，精度为±1。
4.温度超过额定值时，产生光、声报警信号。
仿真实训十四：篮球比赛记分牌电路
设计要求：
1.自选器件设计篮球记分牌电路，要求加以双方各显示为3位数（可显示至百位）。
2.分别用3个按键，给记分牌家1、2、3分。
3.用一个开关实现加减控制。
4.每次篮球比赛记分后用一个开关给系统清零，使系统复位，准备下一次比赛实验。
仿真实训十五：转速表电路
设计要求
1.自选器件设计转速表电路，要求测速围为0-9999转/分。
2.具有LED数码管四位测速值显示。
仿真实训十六：数控直流稳压电源设计
设计并制作有一定输出电压调节围和功能的数控数控直流稳压电源。
设计要求
1.输出直流电压调节围5-15V，文波小于10mV。
2.输出电流为500mV。
3.稳压系数小于0.2.
4.输出电压值用LED数码管显示。
5.输出直流电压能步进调节，步进值为1V
6.由“+”“-”两键分别控制输出电压的步进增减。
7.自制电路工作所需的直流稳压电源，输出电压为±15V、+5V。
仿真实训十七：八路竞赛抢答器
设计一个可容纳8组参赛者的数字式抢答器，要求通过数字显示及音响等多种警告指示第一抢答者，同时具备记分、犯规和奖惩记录等多种功能。
设计要求
1.每组设置一个抢答按钮盒一个记分显示器。
2.具有第一抢答信号的鉴别和锁存功能。在主持人将系统清零病发出抢答指令后，组别显示器显示第一抢答者的组别符号，蜂鸣器发出2-3s的警示声，改组记分显示器。此时，电路应具备自锁功能，是其他组的抢答无效。、
3.每组的记分显示器来时预置100分，抢答后有主持加、减分，每次10分。
4.出现超时答题和提前抢答情况时，该组的显示器会发出警示信号，由主持人对该
组裁剪分值。
5.用七段显示器显示警示信号。
仿真实训十八：数字电子秤
设计一个数字电子秤，仿真设计时，重量传感器可以用可调直流电源代替，设计要求如下：
1．测量围：0 –0.99kg ，1 –1.99kg。
2．重量传感器（可调直流电源）输出的微弱信号经精密放并由模数转换器（A/D）转换成数字量后，由数字显示电路显示出来。
仿真实训十九：简易公用计时器
用中、小规模集成电路设计一个公用计时系统。设计要求：
1.每3min计时一次。
2.显示通话次数，最多99次。
3.每次定时误差小于1s。
4.具有手动复位功能。
5.具有声响提醒功能。
仿真实训二十：拔河游戏机
设计要求：
1.拔河游戏机需用15个（或9个）发光二极管排列成一行，开机后只有中间一个点亮，以此作为拔河的中心线，游戏双方各持一个按键，迅速、不断地按动产生脉冲，谁按得快，亮点移动一次。移到任何一方终端二极管点亮，这一方就得胜，此时双方按键均无作用，输出保持，只有经复位后才使亮点回复到中心线。
仿真实训二十一：模拟乒乓球比赛电路设计要求：
1.用6只发光二极管来模拟乒乓球运行，移动速度可以调节。
2.用开关电路实现比赛双方的击、发球功能。
3.发光二极管的起始运行，应保证与发球方相同。
4.双方边界由移位寄存器的第一位和最后一位来控制。
5.根据乒乓球击球规则，击球有效位是紧靠边界的点（球必须过网落案后方可击球）如果球过网后，在非规定点击球，对方得分。
6.一方失分，清移位寄存器。
7.计数器实现自动计分功能，任何一方先计满11分（显示00）就获胜。
8.比赛一局结束后自动进入下一局的比赛。
9.手动总清零。