【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(shí)，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(duì)提高我們的創(chuàng)新與實(shí)踐能力起到很大幫助。對(duì)電路仿真軟件的熟練運(yùn)用是電子學(xué)習(xí)的趨勢(shì)。

【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(dòng)手實(shí)踐能力。如果想要將理論與實(shí)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(jì)與調(diào)試元器件分析各元件參數(shù)對(duì)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(shí)課本上的知識(shí)。

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

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(jí)的模擬/數(shù)字電路板的設(shè)計(jì)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(gè)龐大的電子實(shí)驗(yàn)室，合理的運(yùn)用這個(gè)實(shí)驗(yàn)室，可以讓我們做一些在實(shí)際實(shí)驗(yàn)室中因?yàn)樵邢藁驌p壞而無法完成的實(shí)驗(yàn)。我們可以在任意組合器件完成實(shí)驗(yàn)，可以常規(guī)的調(diào)試方法如測量各點(diǎn)的電壓，電流，波形等來調(diào)試電路，對(duì)《數(shù)字電子線路》中絕大部分電路都能應(yīng)用，不僅能對(duì)單個(gè)電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測量，也可測量多級(jí)電路及復(fù)雜電路的設(shè)計(jì)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(shí)驗(yàn)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(huì)誤入“紙上談兵”的歧途。即使能考得了高分也是沒有動(dòng)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(shí)，也強(qiáng)調(diào)我們的動(dòng)手能力，而在實(shí)際試驗(yàn)的過程中，可能由于某一元器件的損壞或某一導(dǎo)線的錯(cuò)誤連接而無法完成實(shí)驗(yàn).因此我們可以運(yùn)用Multisim對(duì)電路進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，通過對(duì)結(jié)果的分析判斷設(shè)計(jì)是否合理。

并且Multisim除了有對(duì)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(gè)理想的通信系統(tǒng)的教學(xué)軟件。它很適用于如‘信號(hào)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(jí)。使學(xué)生學(xué)的更快并且掌握的更多。Commsim含有200多個(gè)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(hào)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(huì)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(gè)例子：

2.1 555定時(shí)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(hào)下降到（1/3）Vcc時(shí)，輸出翻轉(zhuǎn)為高電平當(dāng)輸入引號(hào)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(diǎn)。

2.2 60進(jìn)制計(jì)時(shí)器

這是一道實(shí)驗(yàn)思考題，我為了驗(yàn)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(shí)器和74LS160構(gòu)成的計(jì)時(shí)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(jì)算出要得到秒脈沖信號(hào)，R1=44.2K R2=50K C=10uf。

2.2.2計(jì)數(shù)器

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

2.2.3譯碼器

利用DCD_HEX實(shí)現(xiàn)譯碼，將輸出信號(hào)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(gè)很好的實(shí)用工具，在學(xué)習(xí)的過程中能夠及時(shí)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(dòng)手能力也增強(qiáng)了對(duì)課本知識(shí)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(shí)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.