基于Multisim 10的LED彩控變換電路的設計與仿真

　　0 引言

　　目前的數字集成電路的設計都比較模塊化。EDA技術(shù)是指以計算機為工作平臺，融合了應用電子技術(shù)、計算機技術(shù)、信息處理及智能化技術(shù)的最新成果，進(jìn)行電子產(chǎn)品的自動(dòng)設計。利用EDA 工具，電子設計師可以從概念、算法、協(xié)議等開(kāi)始設計電子系統，大量工作可以通過(guò)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(gè)過(guò)程的計算機上自動(dòng)處理完成.

　　Multisim 10是電子電路設計與仿真工具?？蒲蟹矫嬷饕秒娐贩抡婀ぞ哌M(jìn)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(guān)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(shí)實(shí)驗中的實(shí)際儀器儀表完全沒(méi)有兩樣.

　　LED 電子顯示屏是由半導體發(fā)光二極管像素點(diǎn)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(diǎn)。LED 顯示屏顯示畫(huà)面色彩鮮艷，立體感強，靜如油畫(huà)，動(dòng)如電影，廣泛應用于車(chē)站、碼頭、機場(chǎng)、商場(chǎng)、賓館、證券市場(chǎng)、工業(yè)企業(yè)管理和其他公共場(chǎng)所。

　　如在廣告牌或娛樂(lè )場(chǎng)所，往往把LED 顯示屏設計成按照一定規律不斷循環(huán)變化，以獲得良好的觀(guān)賞性。

　　下面介紹以Multisim 10為設計平臺利用雙向通用移動(dòng)寄存器74LS194,LED和字符信號發(fā)生器設計一個(gè)8×8 LED點(diǎn)陣的控制器，實(shí)現多組發(fā)光二極管按照一定規律循環(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(diǎn)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(Word Generator)是一個(gè)能夠產(chǎn)生32 路(位)同步邏輯信號的儀器，又稱(chēng)為數字邏輯信號源，可用于對數字邏輯電路的測試。字符信號發(fā)生器可將數字或二進(jìn)制數字信號送入電路，用來(lái)驅動(dòng)或測試電路。

　　在此電路中，字符信號發(fā)生器的0~7引腳分別對應第一個(gè)74LS194 的A,B,C,D,SL,SR,S0,S1;8~15 引腳分別對應第二個(gè)74LS194 的A,B,C,D,SL,SR,S0,S1;16~23 引腳分別對應第三個(gè)74LS194 的A,B,C,D,SL,SR,S0,S1;24~31引腳分別對應第四個(gè)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(gè)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(diǎn)陣LED 彩燈變換控制電路是由字符信號發(fā)生器，雙向移動(dòng)寄存器和LED 點(diǎn)陣組成的電路。

　　1.2.1 74LS194的邏輯功能及電路設計過(guò)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(shí)鐘上升沿到來(lái)時(shí)，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(wú)條件清零端，CLR 為時(shí)鐘脈沖輸入端，VCC是接電源，GND是接地。

　　在此電路中，第一個(gè)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(gè)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(gè)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(gè)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)。

　　1.2.2 8×8 LED點(diǎn)陣的設計和工作原理

　　8×8點(diǎn)陣LED顯示器共需要64個(gè)發(fā)光二極管組成，且每個(gè)發(fā)光二極管是放置在行線(xiàn)和列線(xiàn)的交叉點(diǎn)上。

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