仿真电路绘制

仿真电路绘制第1页，共33页，2023年，2月20日，星期日8.1原理图电路绘制图8-1或非逻辑电路图或非逻辑电路属于一般基本电路，其电路如图8-1所示。绘制前要先认识Multisim9的操作界面，如何调用元件以及连接导线。第2页，共33页，2023年，2月20日，星期日8.1.1熟悉Multisim9系统界面8.1原理图电路绘制执行开始→程序→ElectronicsWorkbench→Multisim9，打开Multisim9的主窗口，如图8-2所示。它是一个Multisim9的虚拟电子实验平台，各部分主要功能如下：

1.电路工作区：用于搭建仿真电路和显示仿真分析结果。

2.菜单栏：包括File（文件菜单）、Edit（编辑菜单）、View（视图菜单）、Place（放置菜单）、Simulate（仿真菜单）、Transfer（导出菜单）、Tools（设计工具菜单）、Options（选项菜单）和Help（帮助菜单）等。

3.工具栏：常用的工具栏包括System（系统工具栏）、Designs（设计工具栏）、Instrument（仪器工具栏）、Zoom（缩放工具栏）和InUseList（当前原件清单），这些提供了电路仿真时常用的工具按钮。执行菜单View→Toolbars可打开或关闭所选中的工具栏。

4.元件栏：提供电路仿真所需要的各种元件，执行菜单View→Toolbars可打开或关闭元件栏。

5.仿真开关：用于控制仿真实验的操作过程，执行菜单View→Toolbars→Main可打开或关闭仿真开关，系统默认为打开状态。第3页，共33页，2023年，2月20日，星期日8.1原理图电路绘制图8-2Multisim9主窗口第4页，共33页，2023年，2月20日，星期日8.1.2熟悉Multisim9仿真电路绘制步骤8.1原理图电路绘制1.绘制步骤进行电路仿真实验前，必须先搭建好线路。仿真电路的建立主要包括以下几个步骤：(1)新建电路文件。(2)设置电路工作窗口。(3)选择和放置元件。(4)连接线路。(5)设置元件参数。(6)调用和连接仪器。(7)显示电路的节点编号。(8)启动仿真。第5页，共33页，2023年，2月20日，星期日8.1原理图电路绘制图8-3打开文件对话框2.文件的创建与打开(1)新建电路文件执行菜单命令File→New创建一个新的电路文件，屏幕出现一个新的电路工作窗口，系统自动产生circuit1的电路文件，在电路文件未保存之前，其文件名为circuit1.ms9。在该窗口，我们可以进行仿真电路的创建。如果当前已打开一个电路，并且已被修改，则在打开新的电路的窗口之前，系统会提示是否保存当前修改过的电路。(2)打开已有文件执行菜单命令File→Open打开已有的电路文件。屏幕显示如图8-3所示的对话框，选择路径后选中要打开的文件。第6页，共33页，2023年，2月20日，星期日8.1原理图电路绘制图8-4工作窗口设置对话框3.窗口参数设置Multisim9可以根据用户的要求，能够对窗口界面进行设置。(1)设置图纸大小执行菜单命令Options→SheetProperties（参考选项）或在电路绘制区的空白处单击鼠标右键，选择Properties，也可以打开参考选项对话框。单击其中的WorkSpace（工作空间）选项卡，屏幕弹出如图8-4所示的窗口。第7页，共33页，2023年，2月20日，星期日8.1原理图电路绘制图8-5电路图选项对话框(2)设置栅格、页边缘和标题栏的显示状态在图8-5所示的选项框中，Show栏设置电路图栅格、页边缘和标题栏显示状态，单击复选框打“√”后选中该项。第8页，共33页，2023年，2月20日，星期日8.1原理图电路绘制(3)设置电路图选项执行菜单命令Options→SheetProperties，打开Circuit选项，屏幕弹出图8-4所示的电路图选项对话框。Show用于设置元件标号、参考编号、属性、标称值和节点编号等显示状态；Color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Custom（自定义），当选择Custom时，可自行对电路图背景、连接线和元件颜色等进行设置。ComponentLabel（元件标号）和ComponentReferenceID（元件参考编号）是两个不同的概念，前者是用户自定义的元件标签，允许不同的元件具有相同的标号，但实际中不同的元件应设置不同的的标号，后者为计算机用来区分两个元件的一种标示，尽管可以修改参考编号，但在电路中不允许重复。第9页，共33页，2023年，2月20日，星期日8.1原理图电路绘制图8-6元件符号标准设置(4)设置元件符号标准执行菜单Options→GlobalPreference，打开Part（部件箱）选项，屏幕弹出对话框，在Symbolstandard区设置元件符号标准，如图8-6所示，共有DIN（欧洲标准）和ANSI（美国标准）两种标准。选择不同的符号标准，在部分元件库中以不同的符号表示，其中DIN标准接近我国国标符号。第10页，共33页，2023年，2月20日，星期日8.1原理图电路绘制图8-7自动备份设置(5)自动备份设置执行菜单Options→GlobalPreference，单击Save选项卡，选中Auto-backup可以设置自动备份时间，如图8-7所示。第11页，共33页，2023年，2月20日，星期日8.1原理图电路绘制图8-8字体、字号设置(6)字体、字号设置执行菜单Options→SheetProperties，单击Font（字体）选项卡可以设置元件标号、标称值、管脚号、节点号、说明文字的字体和字号的大小等，如图8-8所示。第12页，共33页，2023年，2月20日，星期日8.1原理图电路绘制4.放置元件创建电路的第一步是将所需要的元件放进电路窗口中，常见的方法有从元件工具栏中选取元件、启动菜单的放置元件命令、利用查找命令以及从InUseList中选取元件。(1)从元件工具栏中选取元件选取元件最直接的方法是从元件工具栏中选取。首先要确定该元件属于哪个库，然后确定所属元件库中所在的元件栏，再从选中的元件工具栏中选出具体型号的元件。下面以4511BD（5V）为例来说明具体的操作步骤。1)单击元件工具栏中按钮，弹出如图8-9所示的SelectaComponent对话框。2)在图8-9所示对话框的database下拉菜单中，选取所需要的元件库。Multisim9提供了3个元件库，分别是MultisimMaster元件库、CorporateLibrary元件库和User元件库。Multisim9默认的元件库为MultisimMaster元件库，也是最常用的元件库。3)在图8-9所示对话框的Group下拉列表中，选取所需元件所在组。由于是在Multisim9用户界面中，单击COMS元件工具栏，利用此下拉列表，还可以选择其他元件工具栏。第13页，共33页，2023年，2月20日，星期日8.1原理图电路绘制图8-9SelectaComponent对话框

4)在Family显示窗口中，显示了COMS元件库中COMS、74HC和Tinalogic三个系列。选中COMS系列，在Compnent滚动窗口中显示COMS系列的各种集成电路，在此可以选择所需元件的具体型号，例如4511BD（5V）。5)在图8-9所示的对话框右侧，Symbol窗口中显示了选中元件的电路符号。在Fuction显示框中显示了该元件的功能。在ModelManuf.\ID显示框中显示了该元件的生产厂家，在Footprint显示框中显示了该元件的封装。第14页，共33页，2023年，2月20日，星期日8.1原理图电路绘制图8-104511BD的模型参数报告单击Search按钮，可以搜索具有某特点的元件。单击Model按钮，可以查看选中元件的模型参数报告。例如4511BD模型参数报告如图8-10所示。第15页，共33页，2023年，2月20日，星期日8.1原理图电路绘制(2)启动菜单的放置元件命令使用放置元件命令的方式来选择元件，执行菜单Place→Component命令，就会弹出如图8-9所示的对话框，具体操作同上一样。(3)从InUserList中选取已调用的元件在InUserList中列出了当前电路中已经放置的元件，如果要使用相同的元件，可以直接从InUserList的下拉列表中选取，选取元件的参考序号会自动加1。(4)放置虚拟元件在电路设计中，会用到各种各样的元件，特别是在电路调试过程中，要达到设计要求，需要频繁更改元件的参数。这就对仿真软件提出了更高的要求，即能随意修改元件的参数。Multisim9据此要求，提供了区别现实元件的虚拟元件。放置虚拟元件主要有两种方法，一是按照放置现实元件的方法在元件工具栏相应类型的选项中选取；二是通过虚拟元件栏选取。1)通过元件工具栏放置。单击相应元件工具栏，弹出该类元件工具栏的SelectaComponent对话框，在Family栏选择相应的虚拟元件。例如，单击Basic元件工具栏，弹出如图8-9所示的SelectaComponent对话框，在Family下拉列表中选择元件类，在Component窗口中罗列了相应的虚拟元件。第16页，共33页，2023年，2月20日，星期日图8-11虚拟元件工具栏2)通过虚拟元件栏放置。在用户界面中，有一组底色为天蓝色图标的工具栏就是虚拟工具栏（VirtualToobar），如图8-11（a）所示。若用户界面没有显示虚拟工具栏，单击View→Toobar→Virtual命令显示出该工具栏。虚拟工具栏包含有10个虚拟图标，单击每个图标都会弹出相应的一组虚拟元件栏，如单击BasicComponentBar图标，弹出如图8-11（b）所示的基本元件栏。8.1原理图电路绘制第17页，共33页，2023年，2月20日，星期日8.1原理图电路绘制图8-12虚拟电阻属性对话框3)修改虚拟元件的参数。下面以放置100kΩ的虚拟电阻为例说明如何修改虚拟元件的参数。单击图8-11（b）所示基本元件工具栏中的PlaceResistor按钮，可在电路窗口中放置一个默认值为1kΩ的虚拟电阻，双击该虚拟电阻图标，弹出如图8-12所示的虚拟电阻的属性对话框。第18页，共33页，2023年，2月20日，星期日8.1原理图电路绘制图8-13元件调整快捷菜单5.调整元件布局(1)选中元件在对元件进行移动、旋转、删除和参数设置等操作前，必须先选中该元件，用鼠标单击选取。选择某一个元件，可用鼠标左键单击该元件；选中多个元件，可在按住Shift键的同时，依次单击要选中的元件；选中某区域的元件，可在电路窗口中拖拽出一个矩形区域，该区域内的元件被同时选中。单击工作区的空白处，取消元件的选中状态。(2)元件移动为了使电路布局合理，有时需要对元件，包括图标、参考编号和标称值等进行移动。移动一个元件，通过选中该元件图标后拖动光标来实现；移动一组元件，先选中这些元件，然后用鼠标左键拖拽其中任意一个元件，则所有选中元件都会一起移动。元件移动后，与其相连的导线会自动重新排列。(3)元件旋转和翻转在绘制电路图时，为了避免迂回绕行的连线，常常需要对元件进行翻转或旋转等操作。将光标移动到元件上，单击鼠标右键，屏幕弹出一个元件调整快捷菜单，如图8-13所示，从中选择相应操作可完成相应功能。第19页，共33页，2023年，2月20日，星期日8.1原理图电路绘制图8-14电位器控制键设置窗口(4)元件复制和删除在图8-13中选中菜单Copy复制当前选中元件；执行菜单Cut剪切当前选中元件。选中元件后，单击Delete键可以删除选中的元件。(5)调整可调元件对于电位器、可变电容、可变电感和开关等可调元件，在仿真过程中是通过键盘上的按键来控制的。在电路窗口中放置一只电位器，双击该电位器，屏幕弹出如图8-14所示的电位器控制键的设置窗口。元件中的“Key＝×”（×为控制键），一般修改为所需的字母，图中为大写字母“A”，按键在同一窗口中一般不能重复，以免多个元件同时受控于同一个按键；“50%”表示阻值的百分比，当前为50%。第20页，共33页，2023年，2月20日，星期日8.1原理图电路绘制6.连接线路元件布局完毕，就可进行线路连接，Multisim9有手工连线和自动连线两种连接方式。(1)自动连线电路图在元件数目不多的情况下，可以采用自动连线。自动连线时将光标指向第一个元件的管脚上，光标变为“+”号，单击鼠标左键开始连线，移动光标屏幕自动拖出一条连线，将光标移动到下一个元件管脚处，再次单击鼠标左键，系统自动产生一条连线。在光标移动过程中，若单击鼠标右键，则取消该操作。导线连接完成后系统自定义节点编号。连线默认为红色，要改变颜色默认值，右击电路窗口，从弹出的菜单中单击Color菜单项，进行设置。若要改变某段连线的颜色，把光标放到该连接线上，单击鼠标右键，从弹出的菜单中选择Color项进行设置即可。第21页，共33页，2023年，2月20日，星期日8.1原理图电路绘制图8-15连线参数设置对话框(2)自动连线参数设置执行菜单命令Options→SheetProperties,单击Wiring（连线）选项，屏幕弹出如图8-15所示的连接参数设置对话框。其中WireWidth用于设置连线宽度。第22页，共33页，2023年，2月20日，星期日8.1原理图电路绘制(3)手工连线当电路图比较庞大时，系统在自动布线时可能会出现不必要的绕行，造成电路图复杂，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，即每单击一次鼠标左键改变一次导线路径。(4)修改走线连线完成后，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“”，拖动箭头实现连线的修改；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的走线。(5)节点的使用在连线过程中，如果连线一端为元件管脚，另一端为导线，则在导线交叉处系统自动打上节点。若连线的起点不是元件管脚或节点，则需要在电路中手工添加节点才可以进行连线。执行菜单Place→Junction（节点），此时光标带有一个悬浮的节点，将光标移动到适当的位置，单击鼠标左键放置节点。在连接过程中，一个节点最多可以连接四个方向的连线。(6)设置节点的特性在电路连接时，系统对电路中每一个节点自动分配一个节点号，在进行仿真分析时需要使用节点号。双击该连接线，屏幕弹出节点特性设置对话框，其中NodeName用于设置节点编号。在同一电路中，节点编号是唯一的；PCB→TrackWidth用于设置PCB布线宽度。(7)删除元件、连线和节点用鼠标左键选中元件，执行菜单Edit→Delete键，可以实现元件的删除操作。元件删除后，与之相连的导线会一起删除。用鼠标单击连线或节点，按下Delete键，可以删除连线或节点。第23页，共33页，2023年，2月20日，星期日8.1原理图电路绘制图8-16Multisim9默认标题栏7.文字添加(1)添加文字说明执行菜单命令Place→Text，在电路窗口合适位置单击鼠标左键，即可放置输入文字对话框，单击鼠标右键结束输入。(2)添加电路描述执行菜单Tools→DescriptionBoxEditor(放置电路描述)，屏幕弹出一个窗口，在窗口内输入描述文字后，保存内容并关闭窗口。如果要查看写好的电路描述内容，执行菜单View→CircuitDescriptionBox，可以打开电路描述窗口。(3)添加标题栏放置标题栏的方法是执行菜单命令Place→TitleBlock，弹出“打开”对话框，将文件路径添加为Multisim9安装路径下的Titleblocks目录，在该文件夹内，存放了Multisim9为用户设计的9个标题栏文件。例如选中Multisim9默认标题文件（default.Tb7）,单击打开按钮，弹出如图8-16所示的标题栏。第24页，共33页，2023年，2月20日，星期日8.1原理图电路绘制8.文件的保存与退出(1)文件存盘执行菜单File→Save，保存当前电路。如果是第一次进行文件存盘，屏幕将弹出一个对话框，此时可以选择驱动器和路径，输入文件名，系统自动给定文件格式为*ms9,单击“保存”即可存盘。(2)更名保存执行菜单File→SaveAs，用新的文件名保存当前电路图，原有文件名中的电路不会发生变化。(3)关闭文件执行菜单File→Colse，关闭当前的电路图。若当前电路已进行修改，并且尚未存盘，系统在关闭之前会提示保存电路图。(4)退出编辑执行菜单File→Exit，关闭所有打开的电路窗口，并退出Multisim9系统。如果修改的电路图尚未保存，系统会提示是否保存电路。第25页，共33页，2023年，2月20日，星期日8.1原理图电路绘制8.1.3或非逻辑电路绘制1.设置电路工作窗口创建一个新电路文件，选择菜单Options→SheetProperties进行电路工作窗口参数设置，单击Workspace（工作空间），设置图纸大小为A4，方向设置为纵向；选择菜单Options→GlobalPreferences，单击Part（部件箱）选项，在Symbolstandard区设置元件符号标准为DIN，在此我们绘制的是一个或非逻辑电路图，如图8-1所示。2.放置元件电路工作窗口设置完成后，开始放置元件。用鼠标单击打开元件所在库，单击所需要的元件，此时光标上带有一个悬浮的元件图标显示在电路工作区，将元件移动到适当的位置再次单击鼠标，放置好元件。由于在Multisim9中数字IC的电源和接地一般设置为隐藏，为保证电路仿真的正常进行，通常在涉及数字器件的电路中要放置数字电路的电源和地。本图中使用了数字器件74LS08D，所以在电路中放置了数字的电源和地。3.元件布局依次将元件从部件箱中放置于电路工作区的适当位置，并通过移动和旋转元件等操作对元件进行布局调整。第26页，共33页，2023年，2月20日，星期日8.1原理图电路绘制5.设置元件参数从部件箱中选出的元件没有标号，其参考编号也是由系统自动给定的，连接完电路应根据实际情况对元件进行重新编号和重新确定标称值，用光标双击所需元件可以进行修改。绘制好的电路如图8-1所示。6.观察电路工作结果电路绘制完成后，单击仿真开关，按下A键或B键，根据或非逻辑关系，三个电压探测器亮起来。第27页，共33页，2023年，2月20日，星期日8.2总线电路绘制图8-17使用总线前后的译码器显示电路对比译码器显示电路可以用一般的绘制方法，但为了简化电路，我们往往用总线来进行绘制，其电路如图8-17所示。总线（Bus）通常是一组具有相关性信号线的总称，如计算机中的数据总线、地址总线和彩电中的控制总线等。总线在电路上通常表现为一根粗线，由于总线本身没有实际的电气连接意义，所以必须定义总线名和分支编号，具有相同分支编号的导线，通过总线在电气上是连接的，这样可以使原理图的空间简洁，也便于读图。第28页，共33页，2023年，2月20日，星期日8.2总线电路绘制图8-18Bus连接对话框放置总线的操作过程如下：1.执行菜单Place→Bus，进入绘制总线状态。2.拖动所要绘制总线的总线的起点，即可拉出一条总线，如要转弯，则单击即可。到达指定位置后，双击完成该总线，系统自动给出总线名称。如果要修改总线名称，则双击该总线打开Bus对话框，在其中的BusName栏输入新的总线名称，然后单击OK按钮。3.接着绘制元件与该总线连接的端线，单击所要连接的元件引脚，然后移向总线，再单击则出现如图8-18所示的对话框。输入端线的名称，如A或B，本教材采用默认端线名称（即Ln1、Ln2、Ln3、……），单击OK按钮，关闭对话框，即可把端线名称反映到电路图上，如图8-17（b）。第29页，共33页，2023年，2月20日，星期日8.2总线电路绘制图8-19连接第一引脚图8-20确认对话框4.第二个元件管脚与总线连接端线的方法与第一个元件管脚连接方法相同。单击所要连接第二个元件的引脚，单击右键，弹出菜单，选择Properties命令，出现如图8-19所示的对话框。将图中NetName栏