摘要：介紹了用Multisim仿真軟件分析三態門工作過程的方法，目的是探索三態門工作波形的仿真實驗技術，即用Multisim仿真軟件中的字組產生器產生三態門的控制信號及輸入信號，用Multisim中示波器、邏輯分析儀多蹤同步顯示三態門的各個輸入信號及輸出信號波形。并介紹了不同工作條件下仿真時Muhisim中字組產生器的設置方法、字組產生器的字組內容如何反映三態門輸入端的不同輸入情況。結論是可直觀形象地描述三態門的工作過程。所述方法的創新點是解決了三態門的工作波形無法用電子實驗儀器進行分析驗證的問題。
關鍵詞：三態門；Multisim；字組產生器；示波器；邏輯分析儀
三態門是具有輸出高電平、輸出低電平和輸出高阻態等三種輸出狀態的邏輯門。其中，輸出高電平、輸出低電平狀態表明三態門的輸出與輸入之間有邏輯關系；輸出高阻態表明三態門的輸出與輸入之間沒有邏輯關系。
用Multisim仿真軟件進行三態門工作過程波形仿真分析，以虛擬儀器中的字組產生器做實驗中的信號源產生所需的控制及輸入變量信號，以示波器、邏輯分析儀顯示控制及輸入變量信號、輸出函數信號波形，可直觀描述三態門的工作過程，以下分析用Multisim10版本。
1 三態門邏輯功能的Multisim仿真實驗方法
1)創建電路確定字組產生器產生三態門所需的各個工作方式控制及輸入變量、示波器或邏輯分析儀所顯示的控制及輸入變量、輸出函數，將三態門的工作方式控制及輸入端接字組產生器，三態門的工作方式控制及輸入端、輸出端接示波器或邏輯分析儀。
三態門從Multisim的TTL數字IC庫中找出，字組產生器、示波器及邏輯分析儀從虛擬儀器庫中找出。
2)設置字組產生囂確定反映三態門不同控制及輸入端輸入情況的字組產生器各個字的內容：在字組產生器中依次輸入各字組數據，進行字組信號的設置。
3)仿真運行分析進行實驗仿真，分析仿真實驗結果。
2 三態門邏輯功能的Multisim仿真實驗舉例
2．1 用Multisim仿真驗證三態門的邏輯關系
以74LS126三態傳輸門作為仿真實驗器件。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。
字組產生器產生三態門的EN、A信號，四蹤示波器顯示三態門的EN、A及Y信號波形。
2)字組產生器輸出字組的設計設計字組產生器輸出信號時，將A輸入信號設計成在EN=0、1期間有變化，以驗證三態輸出的特點。
輸入波形設計及字組內容如圖2所示。
在字組產生器的數據欄內以16進制(Hex)依次輸入各字組數據1、3、1、3、1、0、2、0、2、0、1，并對最后一個字數據進行末地址設置(Set Final Position)，完成所有字組信號的設置，如圖3所示。
3)仿真運行分析四蹤示波器顯示波形如圖4所示。
圖4中，由上至下依次為工作方式控制量EN、輸入量A，輸出函數Y的波形。
由圖4可知，當EN=1時，輸出函數Y的波形與輸入量A的波形相同，表明Y=A，三態門處于工作狀態；當EN=0時，輸出函數Y的波形即不是高電平也不是低電平，而為高阻態，三態門處于禁止狀態。
說明，仿真驗證三態門的三態輸出邏輯關系，用邏輯分析儀顯示不出高阻輸出狀態的波形，因此此處用四蹤示波器做顯示儀器。
2．2 三態門總線分時傳輸的Multisim仿真實驗
1)仿真實驗電路創建 構建仿真實驗電路如圖5所示。
電路的輸出邏輯表達式為
字組產生器產生三態門的EN1、EN2、A1、A2信號，邏輯分析儀顯示三態門的EN1、EN2、A1、A2及Y信號波形。
2)字組產生器輸出字組的設計 設計字組產生器輸出信號時，將工作方式控制量EN1、EN2設計成分時為1，A1、A2輸入信號設計成變化周期不同，以驗證分時傳輸的工作工程。
輸入波形設計及字組內容如圖6所示。
在字組產生器的數據欄內以16進制(Hex)依次輸入各字組數據1、5、1、D、9、5、1、D、9、6、2、E、A、6、2、E、A、6、2，并對最后一個字數據進行末地址設置(Set Finall Position)，完成所有字組信號的設置。
3)仿真運行分析邏輯分析儀顯示波形如圖7所示。
圖7中，“1”為控制量EN1的波形，“2”為控制量EN2的波形，“3”為輸入量A1的波形，“4”為輸入量A2的波形，“5”為輸出函數Y的波形。
由圖7可知，EN1=1、EN2=0時，Y輸出函數的波形和輸入量A1的波形相同，實現對A1傳輸；EN=0、EN2=1時，Y輸出函數的波形和輸入量A2的波形相同，實現對A2傳輸。
3 結束語
由于受實驗儀器的限制無法對三態門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。