基于Multisim 10的LED彩控变换电路的设计与仿真

利用EDA 工具，电子设计师可以从概念、算法、协议等开始设计电子系统，大量工作可以通过计算机完成，并可以将电子产品从电路设计、性能分析到设计出IC版图或PCB版图的整个过程的计算机上自动处理完成.

Multisim 10是电子电路设计与仿真工具。科研方面主要利用电路仿真工具进行电路设计与仿真.相对于其他EDA 软件，它具有更加形象直观的人机交互界面，特别是其仪器仪表库中的各仪器仪表与操作真实实验中的实际仪器仪表完全没有两样.

LED电子显示屏是由半导体发光二极管像素点均匀排列组成。利用不同的材料可以制造不同色彩的LED 像素点。LED 显示屏显示画面色彩鲜艳，立体感强，静如油画，动如电影，广泛应用于车站、码头、机场、商场、宾馆、证券市场、工业企业管理和其他公共场所。

如在广告牌或娱乐场所，往往把LED 显示屏设计成按照一定规律不断循环变化，以获得良好的观赏性。

下面介绍以Multisim 10为设计平台利用双向通用移动寄存器74LS194,LED和字符信号发生器设计一个8×8 LED点阵的控制器，实现多组发光二极管按照一定规律循环显示。

1 彩控变换电路设计与仿真

彩控变换电路主要由三部分组成：字符信号发生器的设置，双向通用移位寄存器组的设置和8×8点阵LED管的设置。

1.1 字符信号发生器的设置

字符信号发生器(Word Generator)是一个能够产生32 路(位)同步逻辑信号的仪器，又称为数字逻辑信号源，可用于对数字逻辑电路的测试。字符信号发生器可将数字或二进制数字信号送入电路，用来驱动或测试电路。

在此电路中，字符信号发生器的0~7引脚分别对应第一个74LS194 的A,B,C,D,SL,SR,S0,S1;8~15 引脚分别对应第二个74LS194 的A,B,C,D,SL,SR,S0,S1;16~23 引脚分别对应第三个74LS194 的A,B,C,D,SL,SR,S0,S1;24~31引脚分别对应第四个74LS194的A,B,C,D,SL,SR,S0,S1.所以，字符信号信号的变换就是这四个74LS194输入端的变换。如图1所示。

1.2 主控制电路和仿真设计结果

8×8 点阵LED彩灯变换控制电路是由字符信号发生器，双向移动寄存器和LED 点阵组成的电路。其设计如图2所示。

1.2.1 74LS194的逻辑功能及电路设计过程

74LS194有三种功能：并入并出，左移，右移。其中A~D 为并行输入端，QA~QD 是并行输出端，S1、S0是模式控制端，当~CLR 为1,时钟上升沿到来时，若S1S0=11,则并入并出，QD~QA=D~A;若S1S0=10,左移，QD~QA=QC~QASL; 若S1S0=00, 右移， QD~QA=SRQC~QA.SR 右移串行输入端，SL 为左移串行输入端，~CLR 为直接无条件清零端，CLR 为时钟脉冲输入端，VCC是接电源，GND是接地。

在此电路中，第一个74LS194 的输出端QA,QB,QC,QD 分别对应LED 矩阵的第1 行，第2 行，第3 行，第4行;第二个74LS194的输出端QA,QB,QC,QD 分别对应LED矩阵的第5行，第6行，第7行，第8行;第三个74LS194 的输出端QA,QB,QC,QD 分别对应LED 矩阵的第1列，第2列，第3列，第4列;第四个74LS194的输出端QA,QB,QC,QD 分别对应LED 矩阵的第5列，第6列，第7 列，第8 列。所以，74LS194 的QA,QB,QC,QD值决定了LED发光二极管的状态。

1.2.2 8×8 LED点阵的设计和工作原理