《PSPICE中的逻辑电路模拟.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《PSPICE中的逻辑电路模拟.ppt（32页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、PSPICE中的逻辑电路模拟,集成电路CAD(15),SPICE下的逻辑电路模拟,SPICE是晶体管级分析工具,逻辑电路分析与模拟电路的分析方法没有本质区别. PSPICE是面向板级电子系统的EDA工具,特点是有许多商业化器件的宏模型. 宏模型是一种利用抽象器件(如受控信号源)搭建的能够反映电路外部特性仿真模型,但内部结构与实际电路结构不同.,逻辑电路的特点,逻辑关系复杂 一个逻辑电路通常有较多的输入输出端口和内部状态,在一般的SPICE环境下,激励信号的提供和输出状态信号的观察比较烦琐. 分析类型简单 一般只使用瞬态分析,单纯的逻辑电路分析一般只观察逻辑值(0,1,Z,X).,OrCAD/P
2、Spice下逻辑电路分析的特点,在进行单纯的逻辑电路分析时,可不画出工作电源. 支持多种逻辑信号输入方式. 支持利用16进制8进制观察总线型型信号的方式. 包含常用中小规模逻辑电路库.,激励信号源,OrCAD/PSpice下提供的信号源类型 (1)DigClock (SOURCE库) (2)STIMn (SOURCE库) (3)FILESTIMn (4)DIGSTIMn,DigClock信号源使用方法研究,利用工具学习工具 建立PROJECT的过程与其他分析相同.,DigClock中的参数,OFFTIME 低电平时间 ONTIME 高电平时间 DELAY 延迟时间 STARTVAL 0时刻的逻
3、辑值 OPPVAL 与0时刻相反的逻辑值,STIMn型信号源,STIMn型信号源是对STIM1,STIM4,STIM8,STIM16信号源的统称. 这些信号源都在SOURCE库中. 分别用于输入1,4,8,16个逻辑信号.,STIMn型信号源的研究,基本使用方法 双击编辑属性,STIM1信号属性,双击后出现命令 COMMAND1 COMMAND2 COMMAND3 COMMAND4 COMMAND5 0S 0 1US 0 2US 1 3US 0 5US 1,OrCAD/PSpice支持的逻辑值,支持0,1,X,Z,R,F共5种 0和1分别是低高电平 X是不确定状态 Z是高阻状态 R是上升过程
4、F是下降过程,不确定状态X,电路中的信号出现不确定状态通常意味着出现了某种错误,如输出直接连接(线与)或时序错误.,高阻态Z,出现高阻态有时是正常的,如使用了三态门,有时是由于开路现象引起的.,STM4信号源,STM4信号源用于同时提供4个输入信号.连接时使用总线,命名时使用A3:0,B3:0等. 将属性中的FORMAT设为4,可按16进制设置. COMMAND1 COMMAND2 COMMAND3 COMMAND4 0S 0 1US 1 2US 2 3US 3,STM4信号源实验研究,观察波形,波形变化的循环表示法,PSPICE支持多种循环波形描述方法 CMD1 CMD2 CMD3 CMD4
5、 CMD5 0S 0 REPEAT 10 TIMES +1US 1 +1US 0 ENDREPEAT,STM8和STM16信号源,使用方法与STM4基本相同,使用16进制输入时,FORMAT应设分别设为44,4444.,触发器的时序分析,分析D触发器74LS74对输入信号的时序要求.,正常工作时序,一般D触发器需要在时钟上沿到来前建立数据,即D的信号要提前稳定,称为建立时间(Setup Time)要求.在时钟上跳后后,数据还要保持一定的时间,称为保持时间要求(Hold Time). 不满足上述时序要求时,称为出现时序违例(Violation)逻辑状态可能出现错误.,复位信号的作用,上电时(0时
6、刻)如果没有给出有效的复位信号,触发器的状态不定,即出现了X.,建立时间违例,将D由0到1的跳变与CLK上沿设为同一时刻,就会出现建立时间违例现象.,移位寄存器分析,注意总线信号的使用方法,定义了总线信号Q3:0后,要利用总线引出符号与具体信号连接,并按Q0,Q1,Q2,Q3的方式命名才有意义.观察到的16进制的值与命名方式有关.,正常时序下的波形,时序违例现象的传播,任何一个触发器出现违例现象,将影响到其它触发器的状态.,异步计数器分析,速度较慢的情况,提高时钟频率,提高时钟频率到20MHz,观察过渡状态,集成同步计数器分析,分析74HC161的性能,同步计数器没有明显的过渡状态,时钟频率过高时的现象,