SIMULINK MULTISIM和LABVIEW在數字邏輯電路中的仿真研究

于建++姚宇鳳

摘 要 數字邏輯電路課程是電子信息、應用電子、計算機等工科專業的必修課程，其重要性不言而喻。隨著計算機仿真技術的發展，越來越多的仿真軟件應用到教學中。本文專門針對數字邏輯電路的仿真，利用MATLAB、MULTISIM和LABVIEW同時進行同一內容的仿真，闡述各自的優缺點，并說明上述仿真軟件在數字邏輯電路教學中的使用。

【關鍵詞】MULTISIM LABVIEW SIMULINK

近年來，電子專業的理論教學和實踐教學都越來越依賴仿真軟件的使用。一方面，仿真軟件不受空間和硬件實體的限制，只要有電腦和配套的仿真軟件，隨時隨地就可以實現即時的仿真結果，例如，為了方便電子工程師的設計，隨時捕捉自己的idea，蘋果商店就推出了大名鼎鼎的MULTISIM的PAD版；另一方面，仿真軟件的形象化趨勢越來越明顯，這個優點尤其在課堂教學中非常明顯，讓學生隨時隨地的了解“實現”，明白邏輯過程，令其記憶深刻。本文利用MATHWORKS的SIMULINK、NI的MULTISIM和LABVIEW分別對移位寄存器進行設計仿真，比較三種方式的優缺點，選擇較優者進行使用。

1 仿真設計

本文仿真設計采用的軟件版本如下：MATLAB2016B、LABVIEW2016以及MULTISIM14，同時都是對于移位寄存器進行仿真設計。

1.1 SIMULINK仿真設計

MATHWORKS公司的MATLAB和SIMULINK可謂“大名鼎鼎”，其中的SIMULINK仿真在各個科學研究領域都有著很廣泛的應用，在電子課堂教學中也不例外。如圖1所示，利用SIMULINK搭建的移位寄存器電路模型，及Scope示波器顯示波形。

通過SIMULINK搭建的電路原理圖以及示波器的波形顯示，很容易了解時鐘控制下的移位寄存器的狀態轉換。

1.2 MULTISIM仿真設計

利用MULTISIM設計仿真可以通過不同方法來實現，其強大的仿真硬件庫可以提供分立元器件或者集成塊來實現移位寄存器，圖2所示為分立元器件以及直接利用集成塊來實現移位寄存仿真。

1.3 LABVIEW仿真設計

同為NI公司的軟件，LABVIEW在設計數字電路仿真時，途徑變得更多，可以通過編程的方法直接來實現移位寄存的功能，我們稱為“軟”實現；還可以與MULTISIM進行聯合仿真來實現“軟硬結合”的實現方法。圖3所示為利用軟件編程方法實現移位寄存，圖4利用與MULTISIM聯合仿真來實現。

2 結果比較分析

通過上述不同仿真的實現，能夠發現不同仿真軟件在實現上有著不同的特點，表1給出它們之間的比較。

通過表1，LABVIEW在仿真過程中由于其有直觀（交互性高）的前面板更適合在理論課堂教學中使用；而MULTISIM更適合實踐教學課堂的使用，這是因為其更偏“硬”（電路易讀性高）；而SIMULINK雖說也可以進行仿真，但是和上述仿真方法相比，效率就會大大降低，這是因為SIMULINK涉及的仿真門類繁多，所以只有在無上述兩款軟件的時候利用SIMULINK來進行仿真較為合適。

3 結語

本文以移位寄存器仿真實現為例，利用SIMULINK、MULTISIM、LABVIEW完成仿真，經過比較，在數字電子技術課程的仿真中，MULTISIM和LABVIEW更適合使用。不過，我們只涉及到數字電子技術課程，其他課程并未涉及，同時，隨著SIMULINK的不斷發展，加之聯合仿真的方法越來越成熟，SIMULINK會在電子學課程仿真中發揮更大的作用。

參考文獻

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[4]余孟嘗.數字電子技術簡明教程[M].北京：高等教育出版社，2006.

作者簡介

于建（1979-），男，滿族，河北省承德市人。碩士學位。研究方向為FFT處理器、虛擬儀器。

姚宇鳳（1978-），女，河北省唐山市人。碩士學位。研究方向藝術設計、計算機仿真。

作者單位

河北民族師范學院物電學院 河北省承德市 067000