基于Multisim10的四路彩灯控制系统设计与仿真.docx

1、基于Multisim10的四路彩灯控制系统设计与仿真国外电子元器件8年第 9期 消费电子基于 Multisim10的四路彩灯控制系统设计与仿真连晋平 1，黄军仓 2（1.肇庆学院，广东肇庆 526061; 2.西安财经学院，陕西西安 710061）摘要 : Multisim10是目前各种电子电路辅助分析与设计软件中最优秀的软件之一 ,该软件具有模拟和数字电路的设计、分析、仿真功能。提出了一种基于 Multisim10的四路彩灯控制系统设计与仿真方法，并在实际中得到了测试和应用。关键词:电子电路；控制系统辅助分析；辅助设计；四路彩灯中图分类号 : TP391.72, TM923文献标识码：A文章

2、编号：10066977（2008）09-0043-02 Design and simulation on control system of four path lights based on Multisim10 LIAN Jin-ping1, HUANG Jun-cang2 (1.Zhaoqing University， Zhaoqing 526061, China; 2.Xian Finance & Economics College, Xian 710061，China) Abstract:Multisim10 is one of the most excellent software

3、 about analysis and design on electronic circuit.It is used to de-sign,analyse and simulate digital circuit and analog circuit.This paper puts forward a method of simulation on control system of four path lights based on Multisim10, which is has been tested and applied in practice. Key words : elect

4、ronic circuits； control system/assisted analysis； aided design； four path 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 ,

5、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

6、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 4s；种编码（10，01，11）表示的。选用一块 74LS74N中的两个 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。图 1a给出四路彩灯控制系统的控制流程。制计数器。驱动方程

7、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 1 Hz的时钟信号；D2=（Q1Q0）（2）分频器将 1 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国外电子元器件8年第 9期 图 2两种计数器2.4节拍程序执行器移位寄存器 74LS194是四图

8、 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；图 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

9、 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数据移入 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 74LS194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，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系统组装调试在 Multisim10主界面内 ,将各单元电路置于同一界面内 ,再按各自

10、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图 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，

11、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。在 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.图 6四路彩灯控制器的系统总电路图