基于multisim的LED循环彩灯课程设计报告书.doc

可编辑版 Word完美格式 可编辑版 Word完美格式 课程设计报告 题 目： 基于Multisim的LED 循环彩灯设计与仿真 课程名称： 电子技术课程设计 学生姓名： 程娅 学生学号： 1414020205 年 级： 2014级 专 业： 电子信息工程 班 级： 2班 指导教师： 王丽 电子工程学院制 2016年5月 可编辑版 Word完美格式 基于Multisim的LED循环彩灯设计与仿真 学生：程娅 指导教师：王丽 电子工程学院 电子信息工程专业 1 课程设计的任务与要求 1.1 课程设计的任务 (1)综合应用数字电路知识设计一个交通灯控制器。了解各种元器件 的原理及其应用。 (2)深入了解交通灯的工作原理。 (3)锻炼自己的动手能力和实际解决问题的能力。 (4)掌握multisim软件的操作并对设计进行仿真。 (5)通过本设计熟悉中规模集成电路进行时序电路和组合电路设计的方法，掌握彩灯循环控制器的设计方法。 1.2 课程设计的要求 (1)有十只LED，L0……L9。 (2)显示方式 ： ①先奇数灯依次亮； ②再偶数灯依次亮； ③依次循环变化。 (3)显示间隔0.5s，1s可调。 2 LED循环彩灯系统方案制定 2.1 LED循环彩灯电路设计的原理 多谐振荡器是产生矩形脉冲的典型电路，常用来做脉冲信号源。多谢振荡器没有输入端，接通电源便自激振荡。多谢振荡器起振之后，电路没有稳态，只有两个暂稳态，他们交替变化，输出连续的矩形脉冲信号。? 用555定时器构成的多谢振荡器，先用555定时器构成施密特触发器，然后将施密特触发器的输出端经RC积分电路接到施密特触发器的输入端。可以通过调节RC的大小来产生所需周期大小的脉冲信号。 2.2 LED循环彩灯电路的设计方案 根据设计要求，可画出此电路的整体框架图，如图1所示。 图1 系统实现流程 3 单元电路设计与分析 3.1 各功能模块的电路设计 （1）振荡电路 主要用来产生时间基准信号（脉冲信号）。因为循环彩灯对频率的要求不高，只要能产生高低电平就可以了，且脉冲信号的频率可调，所以采用555定时器组成的振荡器，其输出的脉冲作为下一级的时钟信号，电路如图2所示。 图2 振荡电路 （2）分频电路 用D触发器设置分频电路控制彩灯实现彩灯的显示时间。电路如图3所示。 图3 分频电路 其中开关C和B用来控制显示方式。 （3）计数器控制电路 用74LS161计数器转换脉冲信号用来控制彩灯的偶显示方式。电路如图4所示。 图4 计数器控制电路 （4）计数译码驱动电路 用74154译码74LS161计数器产生的信号驱动彩灯的显示。电路如图5所示。 图5 计数译码驱动电路 （5）显示电路? 用74154驱动彩灯的显示，电路如图6所示。 图6 显示电路 3.2 总体电路设计 总体电路设计如图7所示。 图7 总体电路 4 系统的仿真与结果分析 4.1 Multisim软件介绍 Multisim以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。所以可以使用Multisim交互式地搭建电路原理图，并对电路进行仿真。通Multisim和虚拟仪器技术，工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计。 4.2 仿真实现与结果分析 根据原理，用Multism软件绘制相应的逻辑电路图，并进行仿真。在各单元电路设计的基础上，按照总体电路图在仿真软件Multisim上选择芯片并进行连接，然后启动开关观察。将电路在Multisim上连接好后，为各个电阻和电容选取适当值，通过555定时器构成多谐振荡器产生周期为1s的矩形脉冲，然后打开Multisim的开关，观察现象。 通过仿真结果可以得到预想的结果，先奇数灯依次亮 ，再偶数灯依次亮 ，依次循环变化；如图8所示