Multisim10教导讲义

1、 教学内容：第章绪论教Multisim2001软件学习指导导言随着计算机技术的快速发展，利用计算机软件进行的虚拟测试技术已经广泛应用到数字电子技术的辅助教学与实践教学中中。采用计算机虚拟测试技术具有以下优点：（）不受实训设备和实训时间的限制；（）可随时随地灵活地应用到课堂教学中，及时将实验现象直观地演示给学生。（）可祢补实训设备不全造成的影响，节约经费，且有一些功能是实际仪器所不具备的。可用于数字电子技术仿真教学的软件较多，其中软件以其界面形象直观、操作方便、虚拟兀件仪器丰富、仿真功能强大而倍受欢迎。一、Multisim软件介绍Multisim2001是加拿大交互图像技术有限公司（IIT公司）

2、推出的最新版本，其前身是EWB5.0（电子工作平台）。（一）Multisim2001基本界面启动Multisim2001软件后的用户界面如图所示。标题栏菜单栏系统工具条设计工具条使用的元件清单仿真运行开关1/X1元件工具条电路窗口仪器工具条滚动条图1Multisim2001的基本界面十讲授为,结合例举法启发式教学注并充分发挥学生自主Multisim2001的界面基本上模拟了一个电子实验工作平台的环境，主要包括:电路窗口：用来绘制电路图及添加各种测量仪器。元器件工具：装有各种电子元器件，可供选择、添加。虚拟仪器工具：装有各种虚拟电子测量仪器，可供选择、添加。(二)常用工具条1.系统工具条图2所示

3、为Multisim2001的系统工具条，可以看出，其风格与Windows软件是一致的。系统工具条中各个按钮的名称及功能如下所示。新建存盘复制打印学习的积极性,进行有效的课堂讨论。打开剪切粘贴帮助图2系统工具条2设计工具条Multisim2001的设计工具条如图3所示，它是Multisim的核心工具。使用它可以进行电路的建立、仿真分析，并最终输出设计数据等。虽然利用菜单也可以执行这些设计功能，但利用设计工具条会更加方便快捷。设计工具条中各个按钮的名称及功能如下所示。元件设计仪器分析VHDL导出元件编辑仿真运行后处理统计报告图3设计工具条3元件工具条Multisim2001提供了丰富的元器件库，给

4、电路仿真带来了极大的方便。使用时单击元器件工具条的某一个图标即可打开该元器件库。图4所示给出了14个元器件库的按钮图标及其含义。通常这个元器件工具条放在窗口的左边，但也可任意移动这一工具条，将其横向放置。M6电路LITT电路I模拟电路晶体管I二极管基本元件信号源电类元件图4元件工具条图4所示列出了该软件提供的两种符号标准：即DIN标准和ANSI（美国国家标准组织）标准，其中DIN标准与中国现行电路符号风格基本一致，所以本书以DIN标准为主。执行菜单命令：Options/Preferences/ComponentBin打开对话框，即可设置选择DIN标准或ANSI标准。两种标准的常用元件符号对照如

5、表8.1所示。表8.1常用元件的DIN和ANSI符号对照各类元器件工具的用途如下：（1）信号源库（Sources）：提供了模拟地、数字地、直流电压电流源、交流电压电流源等29个系列的信号源。不过，这些都是虚拟信号源，可通过设置对话框对其进行重新设置。这些信号源可以满足电路基础、模拟电路、数字电路及通信技术等课程的实验仿真需要。（2）基本元件库（Basic）：提供了电阻、电容、电感、电位器、可变电容、 可变电感、开关、继电器等共22种常用的电子元件。二极管(Diodes)：提供了普通二极管、虚拟二极管、稳压二极管、发光二极管、单向可控硅、双向可控硅、双向触发二极管、整流桥和变容二极管等9个二极管

6、系列。晶体管(Transistors)：包括NPN、PNP双极型三极管(BJT)、结型场效应管(JFET)、和金属氧化物绝缘栅型场效应管(MOSFET)等半导体元件。模拟集成电路(AnalogICs)：提供了运算放大器、电流差分运放、比较器、宽带放大器和特殊功能模块等5种类型模拟器件。TTL集成电路(TTL)：提供了74和74LS两个系列的TTL集成电路的仿真库，包括了大部分74系列型号。CMOS集成电路(CMOS)：将CMOS数字集成电路分为6大类，实际上是XXX系列和系列，其中XXX系列电源电压在之间，而系列在之间。注意：74HC系列和74系列集成电路，当序号相同时其逻辑功能也相同，但由于

7、电源电压和对输入端的处理不同，故尽管功能一样也不可以直接替换。()数字元件(DigitalICs)：提供了TIL、VHDL、Verilog这3大类元件。其中TIL为单逻辑单元，一般是仅有一个逻辑单元或一些实际元件没有的逻辑单丿元。混合芯片(MixedChips)：混合芯片元件是指输入/输出中既有数字信号又有模拟信号的元件。主要包括：ADC/DAC、555定时器、单稳态电路、模拟开关和锁相环。指示元件(Indicators)：包括电压表头、电流表头、电压控制器、灯泡、七段数码管、条式指示器和蜂鸣器等7类元件。杂合元件(Miscellaneous)：杂合器件是一些使用较广，但又不好分类的元件。主要

8、有：石英晶体、熔断器、光电耦合器、三端稳压器、电子管、直流马达等。控制元件(Controls)：包括乘法器、除法器、传输函数模块、电压增益器、微分电路、积分器、电压磁滞模块等12种功能模块。射频元件(RF)：Multisim提供了一些专门用于进行射频分析的元件模型,主要有：RF电容、RF电感、RF三极管、RF二极管和微带线等RF元件。机电类元件(Electromechanical)：机电类元件指一些电工类的开关元件,包括定时开关、瞬时开关、联动开关、线性变压器、线圈及继电器、敏感开关、保护器件、输出器件等8类。4仪器工具条该工具条含有11种用来对电路状态进行测试的虚拟仪器，图5所示给出了这11

9、种仪器的按钮图标及其含义。示特函数数字频真逻辑逻辑分析仪分析仪分析仪转换仪分析仪信号发频仪4波器表信号发万用表图5仪器工具条各种虚拟仪器的设置及使用方法将在后面作以详细介绍。(三)其它功能1电路窗口电路窗口是界面中最大的一个区域，相当于一个实际设备的操作平台，电路的绘制编辑、仿真分析及数据波形显示等都在此窗口完成。2仿真开关仿真开关用来控制仿真的进程，共有“启动/停止”和“暂停/恢复”两个按钮。如图6所示。注意：仿真开关只有在电路加上信号源和虚拟仪器后以后才可进入运行状态。3使用中的元件清皿InUseList)/暂停/恢复启2加停止图6仿真开关使用中的元件清单列出了当前电路所使用的全部元件，用

10、以进行检查或重复调用。4状态栏位于主窗口的最下面，用来显示有关当前操作及鼠标所指条目的有关信息。二、Multisim的操作使用方法(一)电路的创建电路主要有元件和导线组成，要创建一个电路，必须掌握元件的操作和导线的连接方法。1元件的操作元件的选用选用元件主要由两种方法：用元件工具条进行选用；使用菜单命令PlaceComponent来选用。一般以第一种方法为主。首先在元件工具条中单击该元件的图标，打开该元件库，然后从元件库中将其拖曳至电路工作区。元件的选中在连接电路时，常常要对元件进行移动、旋转、删除、设置参数等一些必要的操作，这就需要选中该元件。要选中某个元件，只需用鼠标单击它即可。如果要一次

11、选中多个元件时，须按住鼠标左键将这些元件一起框起来，此时，这些元件均处于选中状态。在单击一次鼠标，即可撤销选中状态。元件的移动要移动一个元件，只需选中拖曳该元件即可。要移动一组元件，先选中这元件，然后用鼠标左键拖曳其中任意一个元件，就会一起移动了。元件的旋转和翻转在电路中，元件有时需要水平放置，有时又需要垂直放置。Multisim提供了水平放置、垂直放置、顺时针旋转9和逆时针旋转90共4种旋转方式。有两种操作方法：右键单击需要旋转的元件，就可以弹出快捷菜单，如图7所示。选中要旋转的元件，执行Edit菜单下的相应命令即可。水平放置垂直放置顺时针旋9逆时针旋9一图7旋转快捷菜单(5)元件的复制、删

12、除先选中该元件，然后用Edit/Cut(编辑/剪切)、Edit/Copy(编辑復制)、Edit/Paste(编辑/粘贴)等菜单命令，即可以实现元件的复制操作。选中元件，按下vDelete键即可将其删除。注意：以上命令均可通过右键快捷菜单完成，熟悉快捷菜单十分重要。2元件参数的调整()虚拟元件的参数调整虚拟元件参数的修改只要用鼠标双击该元件，然后在弹出的对话框中进行修改。()真实元件的参数调整真实元件参数的修改是通过替换(Replace)和编辑模型(EditModel)来进行的。例如对三极管(BJT-NPN)卩参数的修改，如图所示。图8真实元件的参数修改对话框在图种单击EditModel按钮，弹

13、出如图9所示的云间模型修改窗口。当要修改窗口中的参数时，图9中的ChargePartModel和ChargeAllModel按钮被激活，单击ChargePartModel按钮进修改选中元件的参数，单击ChargeAllModel按钮则修改电路中所有与选中元件型号一致的元件参数。图中的BF参数就是三极管的卩值默认值为BF=220。若修改为BF=300,则该三极管的卩值就变成了。（）元件故障的设置Multisim般对电路正常工作时的情况进行仿真分析，但有时也需要仿真某些元件损坏后的电路情况，这就需要设置元件故障的功能。Multisim具有设置元件开路（Open）、短路（Short）和漏电（Leak

14、age）故障的功能。双击需要设置故障的元件，在弹出的对话框中，进入Fault选项就可以设置元件的故障。图9元件模型修改对话框3元件的连线操作（1）导线的连接将鼠标指向一个元件的引脚，这时鼠标呈十字形，单击左键，导线随鼠标移动而移动。当导线需要拐弯时，单击左键，到达另一元件对应引脚时再单击左键，即完成了一次导线的连接。此时，系统会自动给绘制的导线标上节点号。如果对所画的导线不满意，可选中该线，按Delete键删除掉。（2）设置导线的颜色当复杂电路导线较多时，可以将不同的导线标上不同的颜色来加以区分。先选中该导线，单击右键，通过弹出的快捷菜单中的Color选项来设置颜色。注意：导线的颜色会改变示波

15、器等测试仪器所显示的波形的颜色。（二）仿真操作过程举例前面已经基本上熟悉了元件和导线的操作过程，下面以图所示的一个具体电路来说明绘制原理图及其仿真的操作过程。VCC #图11元件的放置和布局 图11元件的放置和布局1新建电路图文件新建一个空白文件有以下三种方法（）启动Multisim软件，同时会新建一个空白的文档；（）在已经打开的Multisim中，单击系统工具条中的图标，这时会提示保存当前文档，并新建一个空白文档；（3）执行菜单File/New命令后，其功能同图标。2放置元件及设置电路参数绘制电路图的第二步是选用元件并对元件进行布局，并且根据电路的要求设置个元件的参数。（1）图11所示为元件

16、的总体布局。应根据图中元件的种类和参数在相应的元件工具条中取出元件。（）设置元件参数在元件库里选取三极管2N222A的卩，而本例中的2N222A的卩才能符合正常的工作情况，这就需要通过修改元件的参数加以实现。R21ukohmR3470ohmVCC+V17LED1LEDredU1A7400忖R1-1=1-12uohm3连接各元件在图中，U1A的输入端到Q2集电极连接时需要将U1A的输入端1、2连在一起，加上一个连接点可使用Edit/PlaceJcnction命令完成），否则无法绘制该连线；另外在绘制该线时，应在相应的拐点处单击鼠标，否则不能得到图所示的效果。4通电观察仿真结果上面的电路绘制完毕后

17、，可通电进行观察。按下仿真运行开关按钮或通过Simulate菜单下的Run/Stop命令，就可以改电路在通电状态下的工作状态。如果电路元件参数设置无误、连线正确，可以观察到发光二极管在不停地闪烁，说明该电路绘制正确。图12电路的绘制过程三、Multisim2001软件中虚拟仪器的使用方法在Multisim2001的仪器库中存放有11台虚拟仪器可供使用，它们是数字电压表、函数信号发生器、示波器、扫频仪、字信号发生器、逻辑分析仪、逻辑转换仪、频谱仪、功率计、失真度分析仪和网络分析仪，如图8.5所示。这些虚拟仪器在电路中以图标的形式存在，当需要观察测试数据与波形或者重新设置仪器的参数指标时，可以通过

18、双击打开仪器的面板，就可以看到具体的测试数据与波形。（一）数字万用表（Multimeter）1 图11元件的放置和布局1.0000如图13所示为数字万用表的图标和面板，它可以自动调整量程，可用来测量交直流电压、电流，电阻和两个节点间的电压分贝值。按下面板图中的Set(设置)按钮时，会弹出图13右边所示的一个对话框，可进行万用表的内部参数设置。数值显示1 #图11元件的放置和布局1 #图11元件的放置和布局被测量选择图标1 #图11元件的放置和布局参数设置图13数字万用表的图标面板和参数设置在参数设置对话框中，Ammeterresistance(R)：设置电流挡的内阻，其大小影响电流的测量精度；

19、Voltmeterresistance(R):设置电压挡的内阻，其大小影响电压的测量精度；Ohmmetercurrent(I):设置用欧姆挡测量时，流过欧姆表的电流值。2连接方法图标上的+、一两个端子用来连接所要测试的端点，连接方法同实际的万用表一样。测电压或电阻时，应与所要测试的端点并联。测电流时，应串入被测支路中。此外，在Multisim2001的指示元件库中还放有虚拟电压表和电流表，它们可通过旋转改变引出线的方向，如图14所示。虚拟电压表和电流表示一种交直流两用数字表，在转换直流与交流测量方式时，可双击电压表图标，在弹出的对话框中Value选项的Mode下，选择直流(DC)或交流(AC)

20、。当设置为交流模式时，显示的是交流电压的有效值。图14虚拟电压表和电流表例1用数字万用表电压挡测量图15所示电路得分压值。图15数字万用表测电压解：由于R=R2=10kQ，所以理论R2的上分压值应为6.000V。当电压挡的内阻用其默认值1GQ时，测的电压为6.000V，与理论相符；若将内阻设置为1MQ时，测的电压为5.970V。可见，电压挡的内阻对电压的测量结果有影响。1 图11元件的放置和布局（二）函数信号发生器（FunctionGenerator）1.0000如图16所示为函数信号发生器的图标和面板，它主要用来产生正弦波、方波和三角波信号。对于三角波和方波可以设置其占空比（Dutycycl

21、e）的大小，还可以将正弦波、方波和三角波信号叠加到设置的电压偏置（Offser）上。信号波形选择/|正端地（COM）负端频率设置占空比设置-幅度设置偏置电压图16函数信号发生器的图标和面板在进行电路模拟仿真的同时可以同步进行调节信号发生器的有关参数，直接观察输出数据波形的变化现象，这些信号的频率调节范围很宽，可从音频调到射频。函数信号发生器的输出信号参数范围如表2所示。2连接方法（1）单极性连接方式将COM端与电路的地相连，“+”端或“一”端与电路的输入端相连。这种方式一般用于普通电路。（2）双极性连接方式将“+”端与电路输入的“+”端相连，而“一”端与电路输入的“一”端相连。这种方式一般用于

22、信号发生器与差分电路相连，如差动放大器、运算放大器等。表2函数信号发生器的输出信号参数范围参数频率（Frequency）单位Hz最小值1最大值999MHz备注占空比(Dutycycle)%199方波和三角波使用振幅(Amplitude)V0999kV“+”端对“一”端的振幅为设置值的2倍电压偏置（Offser）V999kV999kV指交流输出中含有的直流电压（三）示波器（)示波器是电子测量中使用最为频繁的重要仪器之一，可用来观测信号的波形并可测量测量信号的幅度、频率、周期和相位差等参数。Multisim2001提供了数字式存储示波器，借助它用户可以看到通常在实验室无法看到的瞬间变化的波形,并加

23、以存储保留。示波器的图标和面板如图17所示。T2T1图示波器的图标和面板图这是一个双踪示波器，由A、B两个通道，G是接地端，T是外触发端。该虚拟示波器与实际的示波器的连接方式稍有不同，如图18所示。图18示波器连接示例A、B两个通道分别只需一根线与被测点相连，测量的是该点与“地”之间的波形；接地端G一般要接地，但当电路中已有接地符号，也可不接。另外与实际示波器不同的是，它通过数值框口而不是旋钮调节参数，用户可以通过输入数字或鼠标来进行调节。图17中示波器的波形显示窗口有两个游标，通过鼠标可以左右移动游标。在显示窗口下面有3个数值显示窗口，分别显示游标与波形与被测波形交点的时间刻度及幅度的大小，

24、以及两个交叉点的时间间隔及幅度差值。例2：观察李沙育图形，如图19所示。解：如果选择示波器面板Timebase区中的A/B按钮，即以A通道为纵轴（Y通道），B通道为横轴（X通道），则可得到在示波器显示的李沙育图形，如图20所示。通过观察图20所示的李沙育图可得出如下关系：X即两个通道的频率之比为3:2。图19观察李沙育图形图20示波器显示的李沙育图形图11元件的放置和布局（四）扫频仪（BodePlotter）扫频仪用来测量电路的幅频特性和相频特性，也叫波特图仪。扫频仪的图标和面板如图21所示。相频特性选择读数指针读数指针移动指针的读数频率范围图11元件的放置和布局图11元件的放置和布局图21扫

25、频仪的图标和面板扫频仪有IN和OUT两对接线端口，其中IN端口的“+”端接电路输入的正端，IN端口的“一”端接电路输入的负端；OUT端口的“+”端和“一”端分别接电路输出的正端和负端。使用时，必须在电路的输入端接入AC（交流）信号源但对其频率的设定并无特殊的要求。通过对扫频仪面板中的Horizontal水平坐标）频率设置区域来设置频率的初始值I（Initial）下拉框和最终值F（Final）下拉框中的数值。如果修改了扫频仪的参数设置（如坐标范围）及其在电路中的测试点，为了确保测试曲线的完整与准确，建议修改后重新启动仿真开关。（五）字信号发生器（WordGenerator）字信号发生器是一种向数

26、字电路或系统发送数字信号的虚拟多路逻辑信号源，其图标及面板图如图22所示。由图标可见其左边及右边各有16个接线柱，表示最多可以输出32路数字信号。工作方式工作方式地址设置字信号显示区地址设置字信号显示区触发方式选择输出频输出频率设置率设置字输入”字输入.字显示.字显示/32路输/32路输图11元件的放置和布局图11元件的放置和布局图22字信号发生器的图标及面板图11元件的放置和布局21例3：利用字信号发生器驱动七段译码显示器。如图23所示。解：图23所示为译码器74LS47逻辑功能的测试电路，其输入端与字信号发生器输出端相连，其输出端与七段数码管相连。通过设置字信号发生器的输出状态从0000H

27、OOOFH周期性的变化，观察数码管的显示状态，可以看到其显示从09,而000AH000FH无显示，说明74LS47为一个8421BCD的译码/驱动电路。图23字信号发生器驱动七段译码器（六）逻辑分析仪（）逻辑分析仪是数据域测量的重要仪器，它最多可以同步记录和观察16路逻辑信号波形，主要用于对数字信号的高速采集和时序分析，是示波器无法替代的专用逻辑功能测试仪器，也是分析和调试数字系统不可多得的重要工具。图24所示为逻辑分析仪的图标和面板图。：LA1CQT1r_L_r_L_r_L_r_L_r_L_r_L_r_LJ一2厂i厂i厂-1_r31:;1:厂1斗IlliI1tiThihl5111111111

28、111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111ThJlIlL?TanL：TanLyTanL10TeniL11Tam12Tam13Tam14Tom15Tom16Cl：i:IritCki:rhj?LU4jJIJUttLy.lJIJUttLUJJIJIJttLklJJIJIJttL2：IJJ

29、JIJIJttLLogicAiialyzer-XLAl图标左侧16个端口是逻辑分析仪的输入信号端口，从上至下依次为最低位至最咼位。图标下部还有3个端子，C是外时钟输入端，Q是时钟控制输入端，T是触发控制输入端。双击图标可以打开逻辑分析仪的面板，其操作如下：被采集的多路信号以方波形式显示在显示区屏幕上，通过设置输入导线的颜色可以修改相应波形的颜色，这样可用颜色区分不同的多路信号。Stop是停止仿真按钮，单击它可以显示当前的波形；Reset是复位并清除显示波形按钮。Clock区：包括Clock/Div栏Set按钮。Clock/Div:设置在显示屏上单位水平刻度显示的时钟脉冲数。2dSet按钮：设置

30、时钟脉冲，单击该按钮后出现如图25所示的对话框。TriggerSettingsTriggerClockEdgePositiveUNegativeOBothTriggerPatternsAcceptTriggerQualifier|M二|J16CancelPatternAPatternBPatternCTriggerCombiristions:居图25Clocksetup对话框图.26TriggerSetting对话框图11元件的放置和布局图11元件的放置和布局其中，ClockSource区是时钟脉冲来源，如果选取External则设置成由外部取得时钟脉冲；如果选取Internal则设置成由内部

31、取得时钟脉冲。ClockRata区的功能是选取时钟脉冲的频率。SamplingSetting区的功能是设置取样方式。Trigger区：设置触发方式，点击Set按钮，出现如图26所示的对话框。其中，TriggerClockEdge区的功能是设定触发方式，包括Positive（上升沿触发）、Negative（下降沿触发）、Both（升、降沿触发均可）等3个选项。TriggerPatterns区的功能是设置触发样本，可以在PatternA、PatternB及PatternC栏中设定触发样本，也可以在TriggerCombinations栏中选择组合的触发样本。当所有项目选定后，点击Accept按钮即

32、可确定。例4：用逻辑分析仪观察字信号发生器产生的时序逻辑信号。1 图11元件的放置和布局图28逻辑分析仪的面板显示解：按图27所示将字信号发生器的输出信号由低位至高位与逻辑分析仪的输入端对应连接。设置字信号发生器频率为1kHz，字信号输出范围为0000OOOFH。逻辑分析仪ClockSource区选取Internal,设置成由内部取得时钟脉冲，设置ClockRata为1kHz（即Clock的周期为1ms）。运仃仿真开关，显示屏幕上的波形如图28所示，改变4根导线的颜色，则4路波形的颜色随之改变。从图28可以看出：一个测试周期内有8个单位水平格，Clock/Div设置为2，说明每个水平格为2个时

33、钟脉冲（Clock）周期，共为16次Clock脉冲触发。读数指针T1为初始时刻0.0s，读数指针T2位终止时刻16.0ms，T1T2为两读数指针之间的时间差，为16.0ms。时序关系按000000010010001101000101000000，即为1进制关系。（七）逻辑转换仪（）逻辑转换仪是Multisim2001特有的虚拟仪器设备，实验室中并不存在这样的实际仪器。逻辑转换仪主要功能是很方便地完成真值表、逻辑表达式和逻辑电路1 图11元件的放置和布局三者之间的相互转换。逻辑转换仪的图标和面板如图29所示，图30所示是转换方式选择按钮的含义。8个输入端输出端a)转换方式选择区b)图29逻辑转换

34、仪的图标和面板a）逻辑转换仪图标b）逻辑转换仪面板由电路转换为真值表的方法：首先画出逻辑电路图，将其输入端接至逻辑转换仪的输入端，输出端接至逻辑转换仪的输出端。然后按下“电路f真值表”按钮，在真值表区就会出现该电路的真值表。电路f真值表按钮真值表f表达式按钮-真值表一简化表达式按钮表达式f真值表按钮表达式f电路按钮表达式f与非电路按钮1 图11元件的放置和布局图30转换方式选择按钮由真值表转化为逻辑表达式：首先根据输入信号的个数用鼠标点击逻辑转换仪顶部代表输入端的小圆圈（由至），选定输入信号，此时在真值表区将自动出现输入变量的所有组合，而右面的输出列的初始值全部为“？”然后根据所要求的逻辑关系

35、确定真值表的输出值（、或），方法是用鼠标多次点击真值表输出列中的输出值。最后点击“真值表一表达式”按钮，这时在面板底部逻辑表达式栏会出现相应的逻辑表达式。如果要得到简化的逻辑表达式，点击“真值表一简化表达式”按钮即可。注意表达式中用表示逻辑变量的“非”运算。此外，还可以直接在逻辑表达式栏中输入表达式（“与或”式及“或与”式均可），然后按下“表达式一电路”按钮可得到相应的真值表（注意：如果是逻辑“非”例如A则应写成A;A+B则应转换为AB，输入AB）;按下“表达式一电路”按钮可得到相应的逻辑电路；按下“表达式一与非电路”按钮可得到由与非门构成的电路。四、数字电路仿真测试典型实例利用Multisi

36、m软件几乎可以仿真实验室内所有的电路实验。但需要注意的是，在Multisim中进行的实验是虚拟的，一般是在不考虑元件的额定值和极限值等情况下进行的，所以应将虚拟仿真与真实情况有机地结合起来，互相对比，从而最终解决电路的实际问题。数字电路仿真实例1组合逻辑电路的设计组合逻辑电路的设计步骤一般为：先确定真值表，再由真值表得到表达式，最后画出逻辑电路。如果利用逻辑转换仪这个工具，这个设计过程就变得十分简单了。例5：用逻辑转换仪设计一个判断输入8421BCD码大于5的逻辑电路。解：（1）设输入变量为A、B、C、D,根据题意可列出表3所示的真值表；（2）在Multisim的电路窗口中方上逻辑转换仪图标，

37、双击该图标，在逻辑转换仪面板上的输入端部分选中A、B、C、D,这时真值表中列出了一个16行的真值表，但其输出的状态全部显示为“？”；（3）根据表3所示的真值表，在逻辑转换仪面板中真值表的对应行输出状态处单击鼠标左键，可以看到其显示状态在0、1、X这3种状态之间切换，将面板中的真值表设置成与表8.3一致的输出状态；（4）单击逻辑转换仪面板上的或按钮，可以得到最小项表达式和化简的表达式；（5）单击或按钮，可以得到用与门或用与非门构成的逻辑电路图，用户可以根据实际需要进行选择。图31所示为该例的图11元件的放置和布局结果图。表3判断8421BCD码大于5的真值表序号输入输出ABCD000000100

38、010200100300110401000501010601101701111810001910011101010非8421BCD码（无意义）111011121100131101141110151111图31逻辑转换仪实现由真值表到电路的转换注意：单击或按钮得到的电路取决于当前表达式的形式，如果是化简的表达式，则电路较简单；如果是最小项表达式，则电路较复杂。2总线的应用总线（Bus）就是由多条性质相同的导线组成的线束，如常说的数据总线、地址总线等。总线与单根导线有本质上的区别。在数字电路中，如果相同性质的连线增多或距离加长,就会难以分辨。如果利用总线构成单线-总线-单线的连接方式，那么线路就会

39、简单的多，所以使用总线可以大大简化数字电路。图32所示是利用总线连接的100进制计数显示电路。U4U3图11元件的放置和布局Bus.I8Bus.1Bus.2Bus.3Bus.4Bus.5Bus.6Bus.7OK|Help这样共需输入8根单线的名称，如图33所示。图33NodeName对话框在图32中，用两片十进制计数器74LS160（UU2）分别构成个位和十位计数器，由于它们的4位输出QDQCQBQA与数码管的连接具有相同的性质，所以可采用总线进行连接。总线的绘制方法如下：（1）启动Place菜单下的“PlaceBus”命令，进入绘制总线状态。单击拖动并转弯即可画出一条总线。若要修改总线名称，

40、总线，在Bus对话框的ReferenceID栏内输入新的总线名称，然后单击“OK”。由于本电路有两条总线，所以应分别命名为Bus1、Bus2。（2）总线与对应单线的连接。由图8.43可见，总线Bus1分别接q的QDQCQBQA，需4根引线。在连接着4根引线时，会自动出现“NodeName”对话框，依次输入单线的名称，如4（或3、2、1），再单击“OK”，同时数码管的4根引线对应接好；总线Bus2的解法与此类似。图11元件的放置和布局Time!*皿412.SriLlm25.6LlUttL3S.-40011151.2ULlttL64.000111运行仿真开关，逻辑分析仪屏幕上显示得波形如图34所示

41、。由图34可见,第2路波形为个位q的进位输出RCO波形，与第1路时钟CLK波形之间为十分频的关系；当计数到60时，两个读数指针T1-T2之间的时间为59.0ms（近似为60ms），说明此时计数结果为60个时钟脉冲（因时钟CLK的频率为1000Hz，周期为1ms）。Thhil6Eu曲TeniLgE世2TamTohlTarm1二I2 图11元件的放置和布局小结Multisim是一个非常优秀的电路仿真软件，其界面友好，操作简单方便。与传统的电路实验相比，Multisim具有快速、安全、省材等特点；利用它可以进行电路参数设置、模拟电路故障，还可以对电路进行调试和测试，功能齐全，从而大大提高了工作效率。

42、通过本章的学习，要求首先必须熟练掌握Multisim软件的操作使用方法（包括电路的创建、软件中虚拟仪器的使用等）；在此基础上能将虚拟测试与真实电路联系起来，从而达到进一步灵活地运用它解决电路基础、电子技术、自动控制等领域一些实际问题的目的。练习题Multisim有哪些元件库？有几种虚拟仪器？其中信号发生器的幅度参数是有效值还是最大值？试用函数信号发生器产生幅度为5V、频率为1kHz（占空比为50%）的三角波信号，并用示波器观察其波形。试将数字信号发生器设置成递增编码方式。在0000H0300H范围内循环输出，频率为1kHz,并将如下地址设置为端点：0150H、0180H、0260H。用逻辑分析

43、仪分析双向移位寄存器74LS194的逻辑功能。要求画出波形,列出功能表。用逻辑转换仪将下列逻辑函数表达式转换成真值表和与非门电路。（1）Y=ABBCAC（2）Y=AACDABCDAD（3）Y=ABCDACD详细内容技术概述技术技术（的简称，电子设计自动化）是在电子（计算机辅助设计，）技术基础上发展起来的计算机设计软件系统。它是计算机技术、信息技术和（计算机辅助制造）、（计算机辅助测试）等技术发展的产物。电子产品从系统设计、电路设计到芯片设计、设计都可以用工具完成，其中仿真分析、规则检查、自动布局和自动布线是计算机取代人工的最有效部分。利用工具，可以大大缩短设计周期，提高设计效率，减小设计风险。

44、技术分为三个阶段。七十年代为阶段，建立了国际通用的标准模型，并逐步开始用计算机辅助进行版图编辑、布局布线，取代了手工操作，产生了计算机辅助设计的概念。八十年代为（，计算机辅助工程）阶段，新增了电路功能设计和结构设计，并且通过网络表将两者结合在一起，实现了工程设计，的主要功能是：原理图输入、逻辑仿真、电路分析、自动布局布线、后分析等。九十年代以后为阶段，人们开始追求贯彻整个设计过程的自动化，这就产生了技术。技术的范畴系统级设计设计人员针对设计目标进行功能描述。电路级设计设计师确定设计方案，选择能实现该方案的合适元器件，进行仿真分析。物理级设计物理级设计主要指、器件设计、板加工等，一般由半导体器件

45、和制造厂家完成。常用软件电子电路设计与仿真工具TOC o 1-5 h z电子电路设计与仿真工具包括、等。设计软件设计软件种类很多，如、N、等，目前在我国较流行的是t设计工具最有代表性的厂家为、和公司。本书使用的主要软件安装安装启动，将光盘放入光驱，软件自行启动，出现图所示的欢迎画面，单击【】按钮继续，屏幕弹出授权协议，阅读后单击【】按钮接受协议。单击【】按钮，屏幕出现系统升级对话框，单击【】按钮升级系统，如图所示。系统升级完毕，弹出对话框提示重启微机，如图所示。重新启动后，系统会自动继续安装进程，如果不能自动继续安装,可通过开始f程序f-继续安装。系统提示欢迎信息和授权协议，单击【】按钮继续安

46、装。继续安装后，屏幕弹出对话框，要求输入用户信息，包括姓名、公司名称和位的产品序列号（随软件提供），如图所示，输入所需信息后单击【】按钮进入下一步单击【】按钮后，系统弹出对话框，再次单击【】按钮,继续安装，系统弹出对话框，提示指定安装的文件夹，如图所示，用户可自行定义。单击【】按钮继续安装，屏幕提示选择安装类型，一般选择典型安装（），单击【】按钮，屏幕弹出对话框提示指定程序组，如图所示。指定完程序组后，单击【】按钮，系统开始复制文件，文件复制完毕，系统弹出信息对话框，提示要在日内与供应商联系提供软件的释放密码，用于解除软件的日限制。单击【确认】按钮后，屏幕弹出安装结束对话框，单击【】按钮结束安

47、装。完成软件安装后，进入I屏幕弹出图所示的对话框，记住（本机标记码）中的内容和序列号，登陆公司网站进行在线注册，用户将在小时内在注册的电子油箱中收到（授权确认码）。在图中单击【】按钮,在弹出菜单的栏中填入供应商提供的释放密码后，将解除日的限制，此时该软件才能正常使用。安装放入系统光盘片后，系统将激活自动执行文件，屏幕出现图所示的欢迎信息。如果光驱没有自动执行的功能，可以运行光驱中的进行安装。单击【】按钮，屏幕弹出对话框，提示输入序列号，如图所示。正确输入供应商提供的序列号后单击【】按钮进入下一步。单击【】按钮后，屏幕提示选择安装路径，一般不作修改。单击【】按钮，选择安装模式，一般选择典型安装（

48、）模式。再次单击【】按钮，屏幕提示指定存放图标文件的程序组位置,如图所示。设置好程序组后，单击【】按钮，系统开始复制文件，如图所示。系统安装结束，屏幕提示安装完毕，单击【】按钮结束安装，至此安装在系统下，将安装光盘插入光驱，安装程序会自动启动,屏幕弹出安装向导，如图所示安装向导完成后，屏幕出现欢迎界面，单击【】按钮继续安装，屏幕弹出公司关于【】按钮接受该协议，屏幕出现户如何获取许可文件，仔细阅读后单击【单击【软件安装完毕。】按钮后，屏幕弹出图用户填入自己的信息后单击【】按钮进入下软件的授权许可协议，单击窗口，该窗口告诉用】按钮进入下所示的用户信息窗口，止步。步。单击【】按钮后，屏幕弹出图所示的

49、选择安装方式窗口，推荐采用“”完全安装），选择完毕单击按钮【】按钮进入下一步。单击【】按钮后，屏幕弹出选择安装路径对话框，系统默认路径为：。单击【】按钮可以更改路径，选择完成单击【】按钮进入下一步。单击【】按钮后，依次选择好软件指南与示例的安装路径（系统默认为：2单击【】按钮后，屏幕弹出选择要安装的程序组对话框，一般选择默认，并单击【】按钮进入下一步。单击【】按钮后，屏幕弹出图所示的安装信息汇总窗口。该窗口中列出了安装时的信息，包括用户信息、安装方式、安装路径和程序组名等。单击【】按钮可以返回到前面的步骤进行修改，单击【】按钮进入下一步。单击【】按钮后，系统复制文件，进行安装。安装完成，屏幕出

50、现安装成功界面。软件安装成功后，系统自动弹文件夹窗口，显示组件的内容。至此，安装完毕。教学内容：第章仿真电路创建教学方法与手段授课教师：李媛华授课对象：电子班计控班授课时间：上学期教学目的：1、熟悉基本界面2、掌握绘制仿真电路的具体步骤3、会放置基本的元器件授课提纲：1、基本界面2、绘制仿真电路3、放置元器件实施方法：多媒体教学、通过软件操作实例演示详细内容单击任务栏上“开始”一“程序”一“程讲授为1,结合序组”一例举法、启发式“”，进入主窗口，如图教学法，并充分所示。发挥学生自主学图为主窗口，图中为一个由电阻、习的积极性，进电容、三极管等元件组成的单管放大电路，使用的测试仪行有效的课堂讨器为

51、双踪示波器，其中双踪示波器上显示了当前的分析结论。果，从图中可以看出要绘制一个完整的电路必须使用到元件、节点、连线等。主窗口主要由电路工作区、菜单栏、工具栏、元器件栏、仿真开关等组成。主要工具栏系统工具栏如图所示，设计工具栏如图所示。设计栏中各个按钮的名称及其功能如表所示。元器件库栏元器件库栏有两种工业标准，即（美国标准）和（欧洲标准），每种标准米用不同的图形符号表示。提供有实际元器件和理想元器件，实际元器件是具有实际标称值或型号的元器件，般提供有元件封装；理想元器件用户可随意定义其数值或型号。理想元器件和实际元器件在打开的部件箱中以不同的颜色显示，前者默认为绿色。绘制仿真电路进行电路仿真实验

52、前必须先搭接好线路，仿真电路的建立主要包括以下几个过程。新建电路文件。设置电路工作窗口。选择和放置元器件。连接线路。设置元器件参数。调用和连接仪器。文件建立与打开新建电路文件选择创建新电路文件，系统自动产生“”的电路文件，其中代表个连续的数字，在电路文件未保存之前，其文件名为“”#在该工作窗口内可以进行仿真电路的创建。打开已有文件选择打开已有的电路文件，屏幕弹出图所示的对话框，选择路径，选中文件并单击“打开”按钮即可打开该电路文件。定制用户界面允许自行对界面进行设置。设置图纸大小选择参考选项，单击选项卡，屏幕弹出图所示窗口。在设置标准图纸大小；用于自定义图纸大小；（英寸）和（厘米）用于设置单位

53、制；用来设置图纸放置方向。设置栅格、页边缘和标题栏的显示状态图中，栏设置电路图栅格、页边缘和标题栏显示状态，点击复选框打“P”后选中该项。执行显示栅格、显示页边缘和显示标题栏可设置显示或隐藏状态。图所示为使用栅格和标题栏的电路。设置电路图选项选择,单击选项，屏幕弹出图所示的电路图选项对话框。其中区用于设置元器件标号、参考编号、属性、标称值和节点号显示状态；区用于设置电路图颜色，在下拉列表框中可以选择四种固定配色方案或（定制），当选择，可自行进行电路图背景、连接线、元器件颜色设置。设置元器件符号标准在图中点击（部件箱）选项，屏幕弹出对话框，在区设置元器件符号标准，其中有和两种标准。选择不同的符号

54、标准，在元器件库中以不同的符号表示，其中标准比较接近我国国标符号。自动备份设置在图中单击选项卡，选中可以设置自动备份时间。字体、字号设置在图中单击（字体）选项卡可以设置元器件标号、标称值、管脚号、节点号、说明文字等的字体和字号大小等。放置元器件放置理想元件用鼠标单击元器件所在库，即可打开相应的部件箱，其中背景为绿色的元件为理想元件。在部件箱中找到所需的理想元件，单击该元件，移动光标到合适的位置后，再次单击鼠标，元件就放置于工作区中，如图所示，理想元件的标称值都是固定的。设置元件标称值双击元件，屏幕上弹出图所示元件特性设置对话框，单击图中的选项卡，在栏中键入元件的标称值即可，理想元件的标称值可以

55、任意设置。设置元器件标号单击选项卡，屏幕出现图所示的对话框。（标号）可以由用户根据电路自行设定，（参考编号）是由系统自动定义，而且必须是唯的，般情况下不要修改参考编号。放置实际元件用鼠标单击元器件中的实际元件，屏幕弹出图所示的对话框，在其中选择需要的标称值后单击【】按钮放置元件，图中放置的是的电阻。放置多功能单元的元件某些元器件（如某些集成电路）存在多个功能单元，放置这些元件时，屏幕将提示选择对应的功能单元。如共有四个与非门，放置兀件时，屏幕弹出兀器件浏览屏，选择所需的元件，单击【】按钮，屏幕上弹出选择功能单元菜单，如图所示，从中选择功能单兀（或、）后即完成放置的第个与非门，元件的标号自动设置

56、为，表示选择的是第一个功能单元，此时可以继续选择放置功能单元、；若要取消放置状态，可以单击【】按钮。实际元件的参数修改是通过元件的更换（l和编辑模型（）来进行的。双击元件，屏幕弹出图所示的对话框，图中按钮用于更换新元件型号，按钮用于修改元件模型参数，图中为三极管的参数设置对话框。教学内容：兀器件的布局、连线方法教学方法与手段授课教师：李媛华授课对象：电子班计控班授课时间：上学期教学目的：1、熟悉元器件布局调整方法2、连线时能对简单故障进行处理3、掌握原理图中的文字描述的方法授课提纲：1、元器件的布局调整、连线方法2、元件故障设置3、原理图中的文字描述的方法实施方法：多媒体教学、通过软件操作实例

57、演示详细内容选中元器件选择某个元器件，可用鼠标左键单击该元器件；选中多个元器件，可在按住键的同时，依次单击要选中的元器件；选中某区域的元器件，可以在电路工作区中拖曳出一个矩形区域，该区域内的元器件同时被选中。采用菜单命令。当电路中元器件数目较多时，直接选中元件比较困难，可以执行菜单（搜索）来选取。元器件移动移动个元器件，通过选中该元器件图标后拖动光标来实现；移动组元器件，先选中这些元器件，然后用鼠标左键拖曳其中的任意个元器件，则所有选中的元器件都会起移动。元器件移动后，与其相连接的导线会自动重新排列。元器件旋转和翻转将光标移动到元件上，单击鼠标右键，屏幕弹出一个元器件调整快捷菜单，如图所示，从

58、中选择相应菜单即可完成相应功能。选中实现水平翻转；选中实现垂直翻转；选中。实现顺时针旋转0选中。实现逆时针旋转0元器件复制和删除在图中，选中菜单复制当前选中元件；执行菜单剪切当前选中元件。选中元件后，单击键盘上的键可以删除选中的元件。调整可调元器件对于电位器、可变电容、可变电感和开关等可调元件，讲授为主，结合例举法、启发式教学法，并充分发挥学生自主学习的积极性，进行有效的课堂讨论。3 图11元件的放置和布局在仿真过程中是通过键盘上的按键来控制的。在工作区中放直一只电位器，双击该电位器，屏幕弹出图所示为电位器控制键设置窗口。元件中的“”中“”为控制键，一般修改为所需的字母，按键不能重复，以免多个

59、元件同时受控于同一个按键；“”为当前阻值的百分比。图中的用于设置控制键，表示递减，表示递增，图中设置为按“”减小阻值，按“”增大阻值，大小写变换可以通过键盘上的键进行，控制键可以自行改变；栏用于设置每次调整的百分比，图中设置为。线路连接自动连线自动连线时将光标指向第个元器件的管脚上，光标变为“+”号，单击鼠标左键开始连线，移动光标屏幕将自动拖出条连线，将光标移动到下个元器件管脚处，再次单击鼠标左键，系统自动产生一条连线，如图所示。手工连线在电路图比较大时，自动布线时可能会出现不必要的绕行，造成电路图比较复杂，读图困难，此时可以选择手工连线。手工连线可以在光标移动过程中改变导线的路径，即每单击一

60、次鼠标左键就可以改变一次导线路径，如图所Z示O修改走线某些线连接好后，想进行局部调整，可以单击该连线，连线上出现很多拖动点，单击两拖动点之间的连线，光标变成双箭头，拖动箭头实现正交修改；如果单击拖动点，则该点上出现三角箭头，此时拖动箭头实现任意角度的走线，如图所示。连线颜色设置对于复杂电路图，为了便于读识图和波形观测，通常将电路中某些特殊的连线及仪器的连接线设置为不同颜色。用鼠标右击要改变颜色的连线，在弹出的菜单中选择r然后选择合适的颜色，单击【K按钮，完成导线颜色的设置。节点的使用在连线过程中，如果连线端为元器件管脚，另端为导线，则在导线交叉处系统自动打上节点。若连线的起点不是元器件管脚或节