三態電路是一種重要的總線接口電路，由若干個輸出端連接在總線上的三態輸出門構成。

三態是指輸出處于工作狀態的邏輯“0”狀態輸出、邏輯“1”狀態輸出及沒有邏輯功能的高阻態輸出。

常規的硬件實驗測試三態總線電路邏輯功能的方法是，將三態輸出門的控制端、輸入端分別接邏輯電平開關，改變邏輯電平開關為邏輯1、邏輯0觀測輸出函數的邏輯狀態。存在的問題是，總線分時傳輸關系不直觀。用Multisim仿真軟件進行三態總線電路工作過程波形仿真分析，用環形計數器做實驗中的信號源產生所需的各個控制信號、用脈沖信號源產生各數據輸入信號，用邏輯分析儀多蹤同步顯示各個三態門的控制信號、數據輸入信號及總線輸出信號波形，可直觀形象地描述三態門總線傳輸電路的工作特性。

1、 三態門總線傳輸電路Multisim仿真實驗方法

1）創建電路

確定總線上各個三態門所需的控制信號、數據輸入信號的產生方式：用D觸發器74LS74構成3位環形計數器產生各三態門所需的分時為1的控制信號，從而保證滿足任意時刻僅一個三態門處于工作狀態的總線傳輸條件；用脈沖信號源產生不同頻率的各三態門的數據輸入信號，以直觀觀測總線分時傳輸情況。

確定邏輯分析儀所顯示信號：各三態門的控制信號、數據輸入信號、總線輸出信號。

三態門、D觸發器從Multisim的TTL數字IC庫中找出，脈沖信號源從Multisim的電源信號源庫中找出、邏輯分析儀從Multisim的虛擬儀器庫中找出。

2）仿真運行分析

進行實驗仿真，分析仿真實驗結果。

2、 三態門總線傳輸電路Multisim仿真實驗舉例

以74LS126三態傳輸門做為仿真實驗器件。其邏輯表達式為

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

1）仿真實驗電路創建

構建仿真實驗電路如圖1所示。

D觸發器74LS74構成的3位環形計數器產生各三態門的EN1～EN3控制信號、脈沖信號源產生不同頻率的A1～A3數據輸入信號，邏輯分析儀XLA1顯示各三態門的EN1～EN3控制信號、A1～A3數據輸入信號及總線輸出信號的波形。

3位環形計數器的有效狀態轉換圖如圖2所示，Q1、Q2、Q3端依次輪流為1循環變化，產生各三態門所需的分時為1的控制信號。

脈沖信號源V1、V2、V3的信號頻率分別設置為500 Hz、1 000 Hz、1 500 Hz，以便觀測總線分時傳輸情況。

2）仿真運行分析

仿真運行時，先將開關置于接地位置，使3位環形計數器置于100初始狀態，然后將開關置于+5 V電源位置，3位環形計數器在時鐘脈沖控制下進行計數。

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

由圖3可知，EN1=1時。總線輸出信號的波形和A1輸入信號的波形相同，實現經總線傳輸A1信號；EN2=1時，總線輸出信號的波形和A2輸入信號的波形相同，實現經總線傳輸A2信號；EN3=1時，總線輸出信號的波形和A3輸入信號的波形相同，實現經總線傳輸A3信號。

3、 結束語

由于受實驗儀器的限制無法對總線分時傳輸的工作波形進行硬件實驗驗證，主要是，現有的信號發生器不能產生多路同步信號，現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用意義。

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