基于Multisim10的四路彩灯控制系统设计与仿真Word文件下载.docx
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Design
and
simulation
on
control
system
of
four
path
lights
based
Multisim10
LIAN
Jin-ping1,
HUANG
Jun-cang2
（1.Zhaoqing
University，
Zhaoqing
526061,
China;
2.Xi’an
Finance
&
Economics
College,
Xi’an
710061，China）
Abstract:
is
one
the
most
excellent
software
about
analysis
design
electronic
circuit.It
used
to
de-
sign,analyse
simulate
digital
circuit
analog
circuit.This
paper
puts
forward
a
method
Multisim10,
which
has
been
tested
applied
in
practice.
Key
words
circuits；
system/assisted
analysis；
aided
design；
lights
序执行器完成在每个节拍下的系统动作，即数据的左移、右
1引言
移、清零和送数功能，可由双向通用移位寄存器
74LS194完
传统的电子电路与系统设计方法不仅费时费力
效率低
成；
显示电路完成系统循环演示，这里采用发光二极管模拟。
周期长
耗材多
而且难以满足电子技术飞速发展的需求。
近
年来，迅速发展并日臻完善的电子设计自动化
[1]（EDA）已广
泛用于电子电路
[2]、仿真、集成电路版（PCB）以及可编程器件
等各项工作中。
EDA技术的发展
极大提高了电子电路及
系统设计质量和效率。
通过
NI
Multisim
10.0电路仿真软件和
图
1四路彩灯控制流程图及系统硬件框图
LabVIEW测量软件，设计制作自定义印制电路板的工程师能2.1秒脉冲信号发生器
够非常方便地比较仿真真实数据，规避设计上的反复，减少秒脉冲信号发生器是由石英晶体多谐振荡器构成。
为了
原型错误并缩短产品上市时间。
这里详细论述了使用
Mul-简化电路设计，选用
1
Hz的脉冲信号源代替秒信号发生器。
tisim
10.0设计的四路彩灯控制系统。
2.2分频器
分频器可由各种类型的四进制计数器构成。
在此，采用
2系统设计
一块
74LS74N中的两个
D触发器，连接成图
2a所示的四进
利用
Multisim10.0设计一个四路彩灯控制器。
它要求系制异步减法计数器。
统启动后自动从初始状态按规定程序完成
3个节拍的循环2.3节拍控制器
演示。
第一节拍：
四路彩灯从左向右逐次渐亮，灯亮时间
1s，该系统有
3个不同的工作节拍，是由状态（Q1，Q0）的三
共用
4s；
第二节拍：
四路彩灯从右向左逐次渐灭，共需
种编码（10，01，11）表示的。
选用一块
D触
第三节拍：
四路彩灯同时亮
0.5
s后，同时变暗
进行
4次,也发器和一块
74LS00D中的一个与非门构成图
2b所示的三进
需
4s。
1a给出四路彩灯控制系统的控制流程。
制计数器。
驱动方程如下：
根据系统要求
设计系统硬件框图如图
1b所示。
其中脉D1=Q0
（1）
冲源采用秒脉冲发生器，用以提供频率为
Hz的时钟信号；
D2=（Q1Q0）
（2）
分频器将
Hz的时钟信号四分频，产生
0.25
Hz（即
4s）的时表
1和图
3分别给出状态转移表和状态转移图。
由图
3
钟信号；
节拍控制器产生
3个节拍循环的控制信号；
节拍程可见，该电路能自启动。
收稿日期：
2008-07-18稿件编号：
200807044
作者简介：
连晋平（
1962-），男，青海人，讲师。
研究方向：
计算机科学应用。
－43－
2两种计数器
2.4节拍程序执行器
移位寄存器
74LS194是四图
3状态转移图
位双向移位寄存器，具有并行寄存、左移寄存、右移寄存和保
持
4种工作模式，由
M1
和
M0
端信号确定
74LS194的工作模
式。
表
2和图
4给出
74LS194的功能表和逻辑图。
其中，CR
为低电平有效的清零端，DSR
为右移串行输入端，DSL
为左移串
行输入端，D3，D2，D1，D0
为并行输入端。
由表
2可知，当
74LS194在
CR为低电平时具有异步清零功能。
在
CR=1，
M1M0=00时，寄存器实现保持（数据）功能；
4b中，QA
作为寄
存器高位输出，即
QAQBQCQD=Q3Q2Q1Q0，M1M0=01时，寄存器实
现右移功能，在
CP作
用下，数据由高位向
低位移动，右移输入
端
DSR
数据移入
Q3；
M1M0=10时，寄存器实
现左移功能，CP作用
下，数据由低位向高
位移动，左移输入端
DSL
Q0；
M1M0=11时，寄存器实现并行输入（预置）功能，并行输入数据
D3D2D1D0
=ABCD寄存到
Q端，时钟上跳后，
Q3Q2Q1Q0=D3D2D1D0=ABCD。
采用
成每个节拍下的系统
动作，即数据的左移、
右移、清零和送数功
能，电路如图
5所示。
为了完成节拍程序图
5节拍程序执行器电路
执行器任务，必须使
M1，M0，CP的时序与
CR输
入信号时序相配合。
3系统组装调试
Multisim10主界面内
将各单元电路置于
同一界面内
再按各自对应的关系相互连接构成
的四路彩灯控制器的系统总电路，如图
6所示。
－44
4四位双向移位寄存器
74194
该系统中
四进制异步减法计数器由
U2A和
U2B构成；
节拍
控制器
-移存型三进制计数器由
U3A、U3B、U1A构成；
CR的
逻辑功能由
U1A、U1B和
U1C构成。
系统调试时不能正常工
作，经示波器观察发现，信号有毛刺，加
R1和
C1后系统正常工
作者；
CP（CLK）经
U1D反向后加载，可起到延时作用，必要时还
可再用两个非门延时；
节拍程序执行器
U4（74LS194D）用于完
成每个节拍下的系统动作，即数据的左移、右移、清零和送数功
能，QA，QB，QC，QD
直接推动
X1，X2，X3，X4完成系统循环演示。
4结语
Multisim10的仿真方法切合实际
所选元件和仪器与实
际应用非常相近
均可直接从屏幕上选取
而且仪器的操作
开关、按键与实际仪器极为相似
改变了传统基于电路板的设
计方法
从而大大缩短了设计时间
节约了开发费用
提高了
效率。
TDN-CME实验板上用实际元件按电路图连接后，电
路工作情况与仿真过程一致。
实践证明，Multisim10软件是设
计电子电路的有效工具
是一款值得推荐的
EDA软件。
参考文献
[1]包明
.EDA技术与数字系统设计
[M].北京:
北京航空航天大
学出版社
2002.
[2]赵世强
.电子电路
EDA技术[M].西安
西安电子科技大学出
版社,2000.
6四路彩灯控制器的系统总电路图
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