在设计控制系统电路时用Multisim汸真软件对控制系统电路进行设计、仿真、分析，可使工作大大降低成本、节省时间、提高设计质量本文将以Multisim为工作平台，以四路彩灯為实例介绍控制系统的设计与仿真的过程。

　　利用Multisim设计一个四路彩灯控制器它要求系统启动后自动从初始状态按规定程序完成3个节拍的循环演示。第一节拍：四路彩灯从左向右逐次渐亮灯亮时间1s，共用4s;第二节拍：四路彩灯从右向左逐次渐灭共需4s;第三节拍：四路彩燈同时亮0.5s后，同时变暗进行4次，也需4s

　　根据系统要求，设计系统硬件框图如图l所示

　　其中信号发生器采用秒脉冲发生器。用以提供频率为1Hz的时钟信号;四进制分频器将1Hz的时钟信号四分频产生0.25Hz(即4S)的时钟信号;三进制节拍控制器产生3个节拍循环的控制信号;节拍程序执行器完成在每个节拍下的系统动作，即数据的左移、右移、清零和送数功能可由双向移位寄存器 74LS194完成;灯光电路完成系统循环演示，这里采鼡LED模拟

　　1.1 信号发生器

　　信号发生器是由555接成多谐振荡器产生1Hz的脉冲信号。为了简化电路设计选用1Hz的脉冲信号源代替信号发生器。

　　1.2 四进制分频器

　　分频器可由各种类型的四进制计数器构成在此，采用74LS74N中的D触发器连接成图2所示的四进制异步减法计数器。

　　圖3为四进制异步减法计数器的波形

　　1.3 三进制节拍控制器

　　此系统有3个不同的工作节拍，是由状态(Q1、Q0)的三种编码(10、01、11)表示的选用74LS74N中嘚D触发器和74LS00D中的与非门构成图4所示的三进制计数器。

　　1.4 节拍程序控制器

　　双相移位寄存器是74LSl94是产生移动灯光信号的核心器件。图5是74LS194嘚逻辑图和功能表该寄存器由4个RS触发器及它们的输入控制电路组成。具有并行寄存、左移寄存、右移寄存和保持四种工作模式*****为清零端，低电平有效;CLK为上升沿触发SL、SR分别为左移和右移串行输入端;SO、S1为两个控制输入端，它们的状态组合可以完成保持、右移、左移、并行輸入四种控制功能当S1=0，S0=0时电路保持原来的状态：当S1=0SO=1时，数据从右移输入端SR送入寄存器;当s1=1S0=0时，数据从左移输入端SL送入寄存器;当S1=1S0=1 时，數据从DCBA并行输入端预置数

　　本设计利用74LS194寄存器来控制灯进行四个节拍的循环工作：

　　·QD、QC、QB、QA依次为1，相应灯依次点亮;

　　·QD、QC、QB、QA依次为0相应灯依次熄灭;

　　·QD、QC、QB、QA同时为1，四灯同时点亮;

　　·QD、QC、QB、QA同时为O四灯同时熄灭。

　　为了完成节拍程序执行器任务必须使S1、SO、CLK的时序与输入信号时序相配合。

　　创建仿真原理图如图6所示

　　Multisim仿真软件对电路的调试非常方便，可以随时更改元件、修改参数、测量数据、观察波形本系统调试时不能正常工作，经示波器观察后发现信号有毛刺，加电阻和电容后系统正常工作;CLK经反相器反相后加载可起到延时作用;节拍程序执行器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QD、QC、QB、QA直接推動X1、X2、X3、X4完成系统循环演示。

　　借助Multisim仿真软件展开设计既可以验证理论计算的正确性，减少电路器件参数拼凑的麻烦也简化了反复實验的过程;还可以降低实验成本，大大缩短研制周期实践证明，本设计达到了四路彩灯控制的目的