三態(tài)電路是一種重要的總線接口電路，由若干個(gè)輸出端連接在總線上的三態(tài)輸出門構(gòu)成。

三態(tài)是指輸出處于工作狀態(tài)的邏輯“0”狀態(tài)輸出、邏輯“1”狀態(tài)輸出及沒(méi)有邏輯功能的高阻態(tài)輸出。

常規(guī)的硬件實(shí)驗(yàn)測(cè)試三態(tài)總線電路邏輯功能的方法是，將三態(tài)輸出門的控制端、輸入端分別接邏輯電平開關(guān)，改變邏輯電平開關(guān)為邏輯1、邏輯0觀測(cè)輸出函數(shù)的邏輯狀態(tài)。存在的問(wèn)題是，總線分時(shí)傳輸關(guān)系不直觀。用Multisim仿真軟件進(jìn)行三態(tài)總線電路工作過(guò)程波形仿真分析，用環(huán)形計(jì)數(shù)器做實(shí)驗(yàn)中的信號(hào)源產(chǎn)生所需的各個(gè)控制信號(hào)、用脈沖信號(hào)源產(chǎn)生各數(shù)據(jù)輸入信號(hào)，用邏輯分析儀多蹤同步顯示各個(gè)三態(tài)門的控制信號(hào)、數(shù)據(jù)輸入信號(hào)及總線輸出信號(hào)波形，可直觀形象地描述三態(tài)門總線傳輸電路的工作特性。

1、 三態(tài)門總線傳輸電路Multisim仿真實(shí)驗(yàn)方法

1）創(chuàng)建電路

確定總線上各個(gè)三態(tài)門所需的控制信號(hào)、數(shù)據(jù)輸入信號(hào)的產(chǎn)生方式：用D觸發(fā)器74LS74構(gòu)成3位環(huán)形計(jì)數(shù)器產(chǎn)生各三態(tài)門所需的分時(shí)為1的控制信號(hào)，從而保證滿足任意時(shí)刻僅一個(gè)三態(tài)門處于工作狀態(tài)的總線傳輸條件；用脈沖信號(hào)源產(chǎn)生不同頻率的各三態(tài)門的數(shù)據(jù)輸入信號(hào)，以直觀觀測(cè)總線分時(shí)傳輸情況。

確定邏輯分析儀所顯示信號(hào)：各三態(tài)門的控制信號(hào)、數(shù)據(jù)輸入信號(hào)、總線輸出信號(hào)。

三態(tài)門、D觸發(fā)器從Multisim的TTL數(shù)字IC庫(kù)中找出，脈沖信號(hào)源從Multisim的電源信號(hào)源庫(kù)中找出、邏輯分析儀從Multisim的虛擬儀器庫(kù)中找出。

2）仿真運(yùn)行分析

進(jìn)行實(shí)驗(yàn)仿真，分析仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

2、 三態(tài)門總線傳輸電路Multisim仿真實(shí)驗(yàn)舉例

以74LS126三態(tài)傳輸門做為仿真實(shí)驗(yàn)器件。其邏輯表達(dá)式為

其中，EN為三態(tài)門的工作方式控制變量，A為三態(tài)門的輸入變量，Y為三態(tài)門的輸出函數(shù)。

1）仿真實(shí)驗(yàn)電路創(chuàng)建

構(gòu)建仿真實(shí)驗(yàn)電路如圖1所示。

D觸發(fā)器74LS74構(gòu)成的3位環(huán)形計(jì)數(shù)器產(chǎn)生各三態(tài)門的EN1～EN3控制信號(hào)、脈沖信號(hào)源產(chǎn)生不同頻率的A1～A3數(shù)據(jù)輸入信號(hào)，邏輯分析儀XLA1顯示各三態(tài)門的EN1～EN3控制信號(hào)、A1～A3數(shù)據(jù)輸入信號(hào)及總線輸出信號(hào)的波形。

3位環(huán)形計(jì)數(shù)器的有效狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如圖2所示，Q1、Q2、Q3端依次輪流為1循環(huán)變化，產(chǎn)生各三態(tài)門所需的分時(shí)為1的控制信號(hào)。

脈沖信號(hào)源V1、V2、V3的信號(hào)頻率分別設(shè)置為500 Hz、1 000 Hz、1 500 Hz，以便觀測(cè)總線分時(shí)傳輸情況。

2）仿真運(yùn)行分析

仿真運(yùn)行時(shí)，先將開關(guān)置于接地位置，使3位環(huán)形計(jì)數(shù)器置于100初始狀態(tài)，然后將開關(guān)置于+5 V電源位置，3位環(huán)形計(jì)數(shù)器在時(shí)鐘脈沖控制下進(jìn)行計(jì)數(shù)。

邏輯分析儀顯示的波形如圖3所示，其中“1”為EN1控制信號(hào)的波形、“2”為EN2控制信號(hào)的波形、“3”為EN3控制信號(hào)的波形、“4”為A1數(shù)據(jù)輸入信號(hào)的波形，“5”為A2數(shù)據(jù)輸入信號(hào)的波形、“6”為A3數(shù)據(jù)輸入信號(hào)的波形、“7”為總線輸出信號(hào)的波形。

由圖3可知，EN1=1時(shí)。總線輸出信號(hào)的波形和A1輸入信號(hào)的波形相同，實(shí)現(xiàn)經(jīng)總線傳輸A1信號(hào)；EN2=1時(shí)，總線輸出信號(hào)的波形和A2輸入信號(hào)的波形相同，實(shí)現(xiàn)經(jīng)總線傳輸A2信號(hào)；EN3=1時(shí)，總線輸出信號(hào)的波形和A3輸入信號(hào)的波形相同，實(shí)現(xiàn)經(jīng)總線傳輸A3信號(hào)。

3、 結(jié)束語(yǔ)

由于受實(shí)驗(yàn)儀器的限制無(wú)法對(duì)總線分時(shí)傳輸?shù)墓ぷ鞑ㄐ芜M(jìn)行硬件實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，主要是，現(xiàn)有的信號(hào)發(fā)生器不能產(chǎn)生多路同步信號(hào)，現(xiàn)有的示波器多為雙蹤示波器無(wú)法同時(shí)觀測(cè)多路波形，用Multisim軟件仿真解決了這一問(wèn)題。所述方法具有實(shí)際應(yīng)用意義。

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