Multisim在組合邏輯電路分析實驗教學中的應用

摘 要：組合邏輯電路分析是“數字電路與邏輯設計”中一個重要的組成部分，以一個典型的組合邏輯電路（不一致電路）為例，分別進行了理論分析和應用Multisim進行仿真實驗分析，并對比了分析結果，理論分析結果通過實驗測試得到了驗證。研究表明了Multisim在組合邏輯電路分析中的重要作用。

關鍵詞：組合邏輯電路；Multisim；仿真

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.02.257

0 引言

組合邏輯電路是指在任一個時刻，輸出的狀態只取決于同一個時刻各輸入狀態的組合，而與電路之前的狀態無關。組合邏輯電路的分析和設計是數字電路中一個重要的組成部分[1][2] 。“數字電路與邏輯設計”是電子類專業一門重要的專業基礎課，同時又是一門實踐性很強的課程。隨著電子技術產業的高速發展，新器件、新電路不斷地涌現，現有實驗室的條件已經無法滿足各種電路的設計和調試的要求，這在一定程度上影響了電路相關實驗教學的效果，而且影響了高校對學生創新能力的培養。此時，在實驗教學中引入具有強大分析、仿真電路功能的電路仿真設計軟件Multisim，可以較好地解決這一問題。

在數字電路與邏輯設計實驗中引入該仿真設計軟件，結合傳統的實驗教學，就可以增開大量設計性和綜合性實驗，在激發學生學習興趣的同時，也培養了學生的創新能力和動手能力[3]。本文將以一個組合邏輯電路為例，對其進行理論分析和仿真實驗分析，從而得出Multisim在組合邏輯電路分析實驗教學中的重要作用。

1 組合邏輯電路理論分析

組合邏輯電路分析的任務是在給定邏輯電路的基礎上，通過分析、歸納，確定其邏輯功能[4]。它一般分為5個步驟：組合邏輯電路；邏輯表達式；最簡表達式（經化簡變換得到）；真值表；邏輯功能。

現有一組合邏輯電路，如圖1所示，以此為例，來進行分析。

根據邏輯圖可以逐級寫出邏輯表達式：

通過化簡與變換，是表達式變換成與-或表達式：

由表達式列出真值表（如表1）：

分析邏輯功能：

由真值表可知，當A、B、C三個變量不一致時，電路輸出為1；當A、B、C相同時，即同為0，或同為1時，電路輸出為0。所以這個電路稱為不一致電路。

2 應用Multisim進行組合邏輯電路分析

2.1 創建仿真電路

根據圖1所示的邏輯電路圖，在Multisim 12.0中創建仿真電路。待仿真電路如圖2所示，對邏輯電路進行了轉換，其中，三個開關分別接VCC（表示輸入為1）和接地（表示輸入為0），萬用表用來測量輸出電壓，燈泡的亮和滅表示輸出為邏輯“1”或邏輯“0”。為了便于分析，我們還加入了邏輯變換器，它可以將邏輯電路轉換成真值表和邏輯表達式，也可以將真值表轉換成邏輯表達式和邏輯電路。

由邏輯變換器得到的真值表如圖3所示，與表1比較后可以發現，由邏輯電路圖分析得到的真值表和由邏輯變換器得到的真值表是一致的。

2.2 仿真分析

在仿真電路的基礎上，我們可以運行仿真。分別改變三個開關的狀態，即改變輸入變量A、B、C，從000到111，依次測試輸出電壓的高低電平，以及燈泡的亮和滅，如表2所示。其中，輸出電壓5V表示輸出為高電平，輸出電壓0V表示輸出為低電平。根據輸出結果，可以看出，仿真結果與前面得到的真值表的結果是相符的。

3 結束語

以文中所給的不一致電路為例，分別進行了傳統的組合邏輯電路理論分析以及應用Multisim對組合邏輯電路進行仿真實驗分析，對兩者進行了比較，根據實驗測試所得到的實驗結果對理論分析進行了驗證，并證明了兩者是一致的。總之，用Multisim軟件對組合邏輯電路進行仿真實驗，既能激發學生的學習興趣，也能極大地提高教師的教學水平。在實際的教學過程中，充分利用Multisim仿真的橋梁作用，可以將理論教學、 仿真和實驗教學三位一體，有效地結合起來，充分地發揮作用，培養出更多創新型的人才。

參考文獻：

[1]閔衛鋒.基于Multisim2001的組合邏輯電路分析與設計[J].科技創新導報，2008，2：80

[2]黃濟，李澤彬，汪明珠，姚有峰.組合邏輯電路設計與Multisim仿真[J].高科技產品研發，2012：58-98.

[3]張亞君，陳龍，牛小燕.Multisim在數字電路與邏輯設計實驗教學中的應用[J].實驗技術與管理，2008（08）：108-114.

[4]張惠敏，劉海燕.電工電子技術[M].鄭州：河南科學技術出版社，2014：192.

[5]包敬海，張大平，陸安山.Multisim在組合邏輯電路設計中的應用[J].欽州學院學報，2008（12）：30-33.

[6]郁玲艷.Multisim 在數字邏輯電路中的應用[J].高校講壇，2010（23）：661-720.

作者簡介：王哲（1986-），女，河南南陽人，碩士，教師，研究方向：電子信息。