Multisim虛擬技術(shù)在《數(shù)字電子線路》課程中的應(yīng)用

【摘 要】介紹在學(xué)習(xí)《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》中應(yīng)用Multisim進(jìn)行仿真課本上電路與課后習(xí)題。通過仿真更加深刻了解課本知識，為我們學(xué)習(xí)電類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課提供了高效且節(jié)約資金的手段與方法。對提高我們的創(chuàng)新與實踐能力起到很大幫助。對電路仿真軟件的熟練運(yùn)用是電子學(xué)習(xí)的趨勢。

【關(guān)鍵詞】Multisim;數(shù)字電子線路;仿真

0.引言

數(shù)字電子線路課是電子類專業(yè)學(xué)生的重要專業(yè)基礎(chǔ)課，除了有抽象的理論，還要學(xué)生具備動手實踐能力。如果想要將理論與實踐結(jié)合起來就要用到多媒體與仿真軟件，其中Multisim就是一款十分方便出色的仿真軟件。通過這款軟件可以自主設(shè)計與調(diào)試元器件分析各元件參數(shù)對電路的影響，在測量與調(diào)試過程中我們可以更加深刻的認(rèn)識課本上的知識。

1.Multisim運(yùn)用在學(xué)習(xí)中的優(yōu)勢

Multisim是一款知名的仿真軟件，是由美國國家儀器（NI）有限公司推出的以Windows為基礎(chǔ)的仿真工具，適用于板級的模擬/數(shù)字電路板的設(shè)計工作，含有數(shù)萬種仿真元件及多種常用的虛擬儀器儀表，給我們提供了一個龐大的電子實驗室，合理的運(yùn)用這個實驗室，可以讓我們做一些在實際實驗室中因為元件有限或損壞而無法完成的實驗。我們可以在任意組合器件完成實驗，可以常規(guī)的調(diào)試方法如測量各點的電壓，電流，波形等來調(diào)試電路，對《數(shù)字電子線路》中絕大部分電路都能應(yīng)用，不僅能對單個電路進(jìn)行實驗測量，也可測量多級電路及復(fù)雜電路的設(shè)計與分析。由于具有直觀的圖形界面，豐富的元器件，強(qiáng)大的仿真能力，豐富的測試儀器，Multisim早已成為電子學(xué)教學(xué)的首選軟件工具。

2.Multisim仿真實驗在學(xué)習(xí)過程中穿插進(jìn)行

如果我在學(xué)習(xí)中僅僅只看課本死記硬背的話，難免會誤入“紙上談兵”的歧途。即使能考得了高分也是沒有動手能力的書呆子。數(shù)字電子線路這門課不僅需要掌握理論知識，也強(qiáng)調(diào)我們的動手能力，而在實際試驗的過程中，可能由于某一元器件的損壞或某一導(dǎo)線的錯誤連接而無法完成實驗.因此我們可以運(yùn)用Multisim對電路進(jìn)行仿真實驗，通過對結(jié)果的分析判斷設(shè)計是否合理。

并且Multisim除了有對單元電路、功能電路、單片機(jī)硬件電路的構(gòu)建及相應(yīng)軟件調(diào)試的仿真，還具有系統(tǒng)的組成及仿真：其中的Commsim 是一個理想的通信系統(tǒng)的教學(xué)軟件。它很適用于如‘信號與系統(tǒng)’、‘通信’、‘網(wǎng)絡(luò)’等課程，難度適合從一般介紹到高級。使學(xué)生學(xué)的更快并且掌握的更多。Commsim含有200多個通用通信和數(shù)學(xué)模塊，包含工業(yè)中的大部分編碼器，調(diào)制器，濾波器，信號源，信道等，Commsim 中的模塊和通常通信技術(shù)中的很一致，這可以確保我們學(xué)會當(dāng)今所有最重要的通信技術(shù)。有利于我們自學(xué)與創(chuàng)新。

下面我舉兩個例子：

2.1 555定時器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器

(1)首先創(chuàng)建電路如圖1。

(2)將輸入的鋸齒波電壓源幅值設(shè)置為2.5V。單機(jī)運(yùn)行按鈕，雙擊示波器圖標(biāo)XSC1，得到施密特觸發(fā)器電路的輸入輸出仿真波形，如圖2。

可以看出當(dāng)輸入信號下降到（1/3）Vcc時，輸出翻轉(zhuǎn)為高電平當(dāng)輸入引號上升至（2/3）Vcc，輸出翻轉(zhuǎn)為低電平所以（1/3）Vcc與（2/3）Vcc分別是施密特觸發(fā)器的下限與上限觸發(fā)點。

2.2 60進(jìn)制計時器

這是一道實驗思考題，我為了驗證自己的想法是否可行，就用multisim模擬操作了一下。

該電路是基于555定時器和74LS160構(gòu)成的計時電路。

該電路有三各部分組成

2.2.1秒脈沖發(fā)生器

由555觸發(fā)器構(gòu)成多諧振蕩器，由公式T=Ln2(R1+2R2)C，可計算出要得到秒脈沖信號，R1=44.2K R2=50K C=10uf。

2.2.2計數(shù)器

用2片74LS160構(gòu)成60進(jìn)制秒計數(shù)器，60進(jìn)制計數(shù)器（6*10）由個位和十位計時器組成，右片從0000~1001計數(shù)，當(dāng)從1001返回到0000時進(jìn)位信號RCO為1，作為左片的時鐘信號。 左片計到0110時，1.通過與非門把置0信號給CLR從而兩片計時器清零。

2.2.3譯碼器

利用DCD_HEX實現(xiàn)譯碼，將輸出信號0000~1001轉(zhuǎn)化為0~9并在顯示屏上讀出示數(shù)。

3.總結(jié)

Multisim是一個很好的實用工具，在學(xué)習(xí)的過程中能夠及時將書本上的一些電路做成電路圖并進(jìn)行研究，在仿真過程中不僅提高了動手能力也增強(qiáng)了對課本知識的理解。達(dá)到很好的學(xué)習(xí)效果，運(yùn)用Multisim可以輕松快捷的改變電子器件及其參數(shù)，這也大大提升了我們的創(chuàng)造性，將課本與實踐巧妙的結(jié)合。為我們今后學(xué)習(xí)高頻電子線路等專業(yè)課打下了良好的基礎(chǔ)。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

［１］范文兵，程明.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ).清華大學(xué)出版社.2007.

［２］閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ).高等教育出版社.2011.