基于Multisim 10的LED彩控變換電路的設計與仿真-設計應用

精品文檔-下載后可編輯基于Multisim10的LED彩控變換電路的設計與仿真-設計應用摘要：運用Multisim10仿真軟件，設計一個8×8點陣LED顯示器。該控制器實現(xiàn)了8×8點陣LED顯示器的設計，實現(xiàn)逐行滾動顯示，逐列滾動顯示和逐點顯示。結果表明，利用Multisim10這種高效的設計平臺，能夠方便地設計電路，并用虛擬儀器庫進行仿真以及驗證電路是否達到設計要求。與傳統(tǒng)的設計方法相比，更省時，低成本和高效率。

0引言

目前的數(shù)字集成電路的設計都比較模塊化。EDA技術是指以計算機為工作平臺，融合了應用電子技術、計算機技術、信息處理及智能化技術的成果，進行電子產(chǎn)品的自動設計。利用EDA工具，電子設計師可以從概念、算法、協(xié)議等開始設計電子系統(tǒng)，大量工作可以通過計算機完成，并可以將電子產(chǎn)品從電路設計、性能分析到設計出IC版圖或PCB版圖的整個過程的計算機上自動處理完成.

Multisim10是電子電路設計與仿真工具。科研方面主要利用電路仿真工具進行電路設計與仿真.相對于其他EDA軟件，它具有更加形象直觀的人機交互界面，特別是其儀器儀表庫中的各儀器儀表與操作真實實驗中的實際儀器儀表完全沒有兩樣.

LED電子顯示屏是由半導體發(fā)光二極管像素點均勻排列組成。利用不同的材料可以制造不同色彩的LED像素點。LED顯示屏顯示畫面色彩鮮艷，立體感強，靜如油畫，動如電影，廣泛應用于車站、碼頭、機場、商場、賓館、證券市場、工業(yè)企業(yè)管理和其他公共場所。

如在廣告牌或娛樂場所，往往把LED顯示屏設計成按照一定規(guī)律不斷循環(huán)變化，以獲得良好的觀賞性。

下面介紹以Multisim10為設計平臺利用雙向通用移動寄存器74LS194,LED和字符信號發(fā)生器設計一個8×8LED點陣的控制器，實現(xiàn)多組發(fā)光二極管按照一定規(guī)律循環(huán)顯示。

1彩控變換電路設計與仿真

彩控變換電路主要由三部分組成：字符信號發(fā)生器的設置，雙向通用移位寄存器組的設置和8×8點陣LED管的設置。

1.1字符信號發(fā)生器的設置

字符信號發(fā)生器（WordGenerator）是一個能夠產(chǎn)生32路（位）同步邏輯信號的儀器，又稱為數(shù)字邏輯信號源，可用于對數(shù)字邏輯電路的測試。字符信號發(fā)生器可將數(shù)字或二進制數(shù)字信號送入電路，用來驅動或測試電路。

在此電路中，字符信號發(fā)生器的0~7引腳分別對應個74LS194的A,B,C,D,SL,SR,S0,S1;8~15引腳分別對應第二個74LS194的A,B,C,D,SL,SR,S0,S1;16~23引腳分別對應第三個74LS194的A,B,C,D,SL,SR,S0,S1;24~31引腳分別對應第四個74LS194的A,B,C,D,SL,SR,S0,S1.所以，字符信號信號的變換就是這四個74LS194輸入端的變換。如圖1所示。

1.2主控制電路和仿真設計結果

8×8點陣LED彩燈變換控制電路是由字符信號發(fā)生器，雙向移動寄存器和LED點陣組成的電路。其設計如圖2所示。

1.2.174LS194的邏輯功能及電路設計過程

74LS194有三種功能：并入并出，左移，右移。其中A~D為并行輸入端，QA~QD是并行輸出端，S1、S0是模式控制端，當~CLR為1,時鐘上升沿到來時，若S1S0=11,則并入并出，QD~QA=D~A;若S1S0=10,左移，QD~QA=QC~QASL;若S1S0=00,右移，QD~QA=SRQC~QA.SR右移串行輸入端，SL為左移串行輸入端，~CLR為直接無條件清零端，CLR為時鐘脈沖輸入端，VCC是接電源，GND是接地。

在此電路中，個74LS194的輸出端QA,QB,QC,QD分別對應LED矩陣的第1行，第2行，第3行，第4行；第二個74LS194的輸出端QA,QB,QC,QD分別對應LED矩陣的第5行，第6行，第7行，第8行；第三個74LS194的輸出端QA,QB,QC,QD分別對應LED矩陣的第1列，第2列，第3列，第4列；第四個74LS194的輸出端QA,QB,QC,QD分別對應LED矩陣的第5列，第6列，第7列，第8列。所以，74LS194的QA,QB,QC,QD值決定了LED發(fā)光二極管的狀態(tài)。

1.2.28×8LED點陣的設計和工作原理

8×8點陣LED顯示器共需要64個發(fā)光二極管組成，且每個發(fā)光二極管是放置在行線和列線的交叉點上。

當對應的某一行置高電平，某一列置低電平，則行線和列線的交叉點上的發(fā)光二極管被點亮；若要某一行的發(fā)光二極管都點亮，則對應的行置高電平，所有的列置低電平；若要某一列的發(fā)光二極管都點亮，則所有的行置高電平，對應的列置低電平。

1.2.3仿真結果

彩燈的變換，主要是通過處理字符信號發(fā)生器的參數(shù)值，控制LED發(fā)光管的亮或滅來實現(xiàn)滾動顯示，其結果和字符信號發(fā)生器的參數(shù)值如下所述。

（1）逐行滾動功能（滾動順序為由上到下，再由下到上）：

①采用并入并出功能實現(xiàn)逐行滾動功能。字符信號參數(shù)值如表1所示，從上到下，從左到右循環(huán)表示。

②使用并入并出，右移，左移功能。字符信號參數(shù)值如表2所示，從上到下，從左到右循環(huán)表示。

（2）使用并入并出、左移，右移功能實現(xiàn)逐列滾動功能（滾動順序為由左到右，再由右到左）。字符信號參數(shù)值如表3所示，從上到下，從左到右循環(huán)表示。

（3）使用并入并出功能實現(xiàn)逐點滾動顯示（滾動順序為第1行第1列，第1行第2列…第8行第8列）。

字符信號參數(shù)值如表4所示，從上到下，從左到右循環(huán)表示。