楊 斌 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院 陜西西安 710000

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Multisim仿真在電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究

楊 斌 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院 陜西西安 710000

【文章摘要】

在電子技術(shù)課程教學(xué)實(shí)施過(guò)程中引入Multisim仿真軟件課程，有利于學(xué)生掌握如何在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)相關(guān)的數(shù)字系統(tǒng)，了解新的數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，同時(shí)培養(yǎng)了學(xué)生的綜合分析能力、開發(fā)和創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力。本文首先說(shuō)明了Multisim仿真軟件在教學(xué)應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)，最后詳細(xì)闡述了Multisim仿真在電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】

Multisim仿真；電子技術(shù)；組合邏輯電路；時(shí)序邏輯電路

和主干同時(shí)生長(zhǎng)。雙干整枝時(shí)，植株根系發(fā)育較好，長(zhǎng)勢(shì)強(qiáng)，且可以節(jié)省用苗量，每畝2000～2500株，但果實(shí)發(fā)育速度較慢，早期產(chǎn)量和總產(chǎn)量均不及單桿整枝，適用于土壤肥力較高、秧苗短缺或中晚熟品種栽培。改良單干整枝除保留主干外，在第1果穗下方留一條側(cè)枝，待其著生1～2個(gè)花序后即摘心。其優(yōu)點(diǎn)是可以提高早期產(chǎn)量，一些自封頂類型的植株主干封頂后，果穗數(shù)受到限制，常采用此方法整枝可有效增加果穗數(shù)，利于提高產(chǎn)量。

大多數(shù)寶寶在心肌炎發(fā)病前的1～2周常有感冒等呼吸道感染史，常見(jiàn)癥狀有明顯乏力、蒼白、多汗、心悸、氣短、胸悶、頭暈、心前區(qū)疼、手足涼、肌肉痛等，去醫(yī)院檢查就會(huì)發(fā)現(xiàn)心臟擴(kuò)大，心音低鈍或心律不齊等體征。個(gè)別患病的寶寶會(huì)以心源性休克或心腦綜合征（心臟病變中有腦部癥狀）起病，以急劇腹痛起病時(shí)常被誤診為急腹癥。

1　Multisim仿真軟件在教學(xué)應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)

Multisim是美國(guó)國(guó)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。它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語(yǔ)言輸入方式，具有豐富的仿真分析能力。Multisim提煉了SPICE仿真的復(fù)雜內(nèi)容，這也使其更適合電工電子學(xué)教育。

已知含有無(wú)關(guān)項(xiàng)的五變量輸入的組合邏輯電路的卡諾圖，要求全部用與非門設(shè)計(jì)該電路。在手動(dòng)分析并化簡(jiǎn)該電路時(shí)，由于變量數(shù)太多而存在困難，化簡(jiǎn)完成后也不知道是否為最簡(jiǎn)，應(yīng)用Multisim仿真軟件，可以很快的解決這個(gè)問(wèn)題。

Multisim在教學(xué)中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)的體現(xiàn)是多方面的，譬如：

在Multisim 12界面構(gòu)建仿真電路，在儀器儀表欄拖出邏輯轉(zhuǎn)換儀或者在菜單中選擇“Simulate→Instrument→Logic converter”，雙擊邏輯轉(zhuǎn)換儀，在顯示面板中單擊A、B、C、D、E按鈕，在真值表輸出區(qū)域按照卡諾圖填寫邏輯函數(shù)。

1）在危險(xiǎn)性較高的電路設(shè)計(jì)時(shí)，可以先在軟件中仿真實(shí)現(xiàn)，再付諸實(shí)踐。也可以展示學(xué)生在設(shè)計(jì)中易犯的錯(cuò)誤，或者電路設(shè)置的參數(shù)不正確時(shí)，會(huì)出現(xiàn)的故障；

橈骨遠(yuǎn)端骨折是一種臨床中十分常見(jiàn)的骨折類型，多發(fā)生于老年人群，摔倒和跌傷是常見(jiàn)原因[1]，而隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的明顯發(fā)展，汽車數(shù)量的明顯增加、工業(yè)化的進(jìn)程，使得因交通事故、工傷等造成的橈骨遠(yuǎn)端骨折的發(fā)生率較以往明顯升高[2]。治療橈骨遠(yuǎn)端骨折的方法較多，如手術(shù)、內(nèi)固定及綜合治療手段等，而隨著醫(yī)學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，其治療方法也隨之更新和增多，效果也明顯提高。但針對(duì)橈骨遠(yuǎn)端骨折，是否在骨折后即給予急診干預(yù)手術(shù)，仍存在一定的爭(zhēng)議。本研究即觀察了急診干預(yù)對(duì)橈骨遠(yuǎn)端骨折患者腕部功能的影響效果，現(xiàn)報(bào)道如下。

3）在多種設(shè)計(jì)方案面前，理論結(jié)合實(shí)際，通過(guò)仿真軟件可以方便地比較出不同設(shè)計(jì)方案的優(yōu)劣或特點(diǎn)，更加切合實(shí)踐。

2　Multisim仿真在電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

2.1在組合邏輯電路中的應(yīng)用舉例

2）在電路易受到干擾，尤其是模電部分在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中實(shí)驗(yàn)波形易出現(xiàn)較大失真的情況下，可以通過(guò)仿真軟件實(shí)現(xiàn)，同時(shí)可以方便的調(diào)節(jié)參數(shù)，觀測(cè)參數(shù)對(duì)波形的影響；

2.投稿時(shí)可配發(fā)相關(guān)圖片。圖片內(nèi)容要緊扣文章主題，突出主要人物和新聞事件的進(jìn)程。圖片以JPG、PNG格式作為附件發(fā)送，文件名為：主題+姓名。圖片稿件需提供原始圖片。

該軟件采用交互式界面，形象直觀，操作方便。具有豐富的元器件庫(kù)，種類繁多、方便實(shí)用的虛擬儀器。元件庫(kù)包括模擬器件（二極管，三極管，功率管等），數(shù)字器件（74系列，COMS系列，PLD，CPLD等）；FPGA器件，其中特別包含一個(gè)三維元器件庫(kù)，在教學(xué)中可充分利用，使學(xué)生有更加形象的認(rèn)識(shí)。生動(dòng)形象。儀器庫(kù)有函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、示波器、頻譜分析儀、安捷倫示波器等，連接與使用方式與真實(shí)儀器類似，學(xué)生可以同時(shí)學(xué)習(xí)儀器儀表的使用，以便實(shí)踐操作。

式中：X為n×1維狀態(tài)變量，f(X)為系統(tǒng)的非線性狀態(tài)方程，Z為m×1維觀測(cè)向量，h(X)為非線性的測(cè)量方程；wk為過(guò)程噪聲，Vk為測(cè)量噪聲，且wk及Vk均為均值為零協(xié)方差矩陣分別為Qk和Rk的高斯白噪聲。

1）構(gòu)建仿真電路

他們?cè)谲嚴(yán)镎f(shuō)起了那些短信。是杜一朵提起的，理由是，那些短信有引誘一朵的嫌疑。丁小強(qiáng)持不同見(jiàn)解，他說(shuō)，那些短信完全是從體恤職員的角度出發(fā)，道理很簡(jiǎn)單，如果一朵不是年輕貌美的少婦，沒(méi)有兩條修長(zhǎng)白皙的大腿，而是長(zhǎng)相平庸，體態(tài)一般，那么這些短信根本就不會(huì)引起誤解。丁小強(qiáng)認(rèn)為杜一朵過(guò)多地強(qiáng)調(diào)了“自我”意識(shí)，是自視過(guò)高的自以為是。

2）觀察運(yùn)行結(jié)果

單擊轉(zhuǎn)換方式按鈕，選擇“真值表→最簡(jiǎn)表達(dá)式”命令，在空白處得到最簡(jiǎn)與或表達(dá)式。單擊右邊的轉(zhuǎn)換方式，選擇“表達(dá)式→與非門電路”命令，可在仿真區(qū)自動(dòng)搭建出電路主體，且所有元件都由2輸入與非門實(shí)現(xiàn)。

3）課堂擴(kuò)展

要求學(xué)生在完成上述基本仿真后，自行設(shè)計(jì)多輸入變量電路，填寫真值表，通過(guò)仿真得到其表達(dá)式和邏輯圖。提出問(wèn)題：若已知邏輯圖，可否應(yīng)用邏輯轉(zhuǎn)換儀得到其表達(dá)式和真實(shí)表呢？鼓勵(lì)學(xué)生自己操作實(shí)現(xiàn)，鞏固理論知識(shí)，提高教學(xué)效果。

2.2在時(shí)序邏輯電路中的應(yīng)用舉例

計(jì)數(shù)器是時(shí)序邏輯電路中最常用的中規(guī)模集成電路，因此以設(shè)計(jì)計(jì)數(shù)器為例，用兩片十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS160構(gòu)成六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。

1）構(gòu)建仿真電路

2）觀察運(yùn)行結(jié)果

在Multisim 12界面構(gòu)建仿真電路。U2為高位片，U1為地位片，兩個(gè)芯片均通過(guò)U3，U4帶譯碼器數(shù)碼管顯示輸出數(shù)碼，采用的異步清零法實(shí)現(xiàn)60進(jìn)制計(jì)數(shù)器。

上文中對(duì)企業(yè)會(huì)計(jì)核算過(guò)程中可能出現(xiàn)的一系列問(wèn)題做出了簡(jiǎn)單明了的闡述，最主要的原因之一便是企業(yè)會(huì)計(jì)核算制度不夠健全。因此，要想使該問(wèn)題得到解決，必須要提出一系列的措施來(lái)建立健全企業(yè)會(huì)計(jì)核算制度。在工作過(guò)程中，領(lǐng)導(dǎo)要以身作則，主動(dòng)投入到工作中并嚴(yán)格遵照企業(yè)制度，使得員工在實(shí)施起來(lái)能有學(xué)習(xí)的目標(biāo)和動(dòng)力，然后領(lǐng)導(dǎo)層要針對(duì)現(xiàn)在企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理過(guò)程中出現(xiàn)的一系列問(wèn)題進(jìn)行一一解決，找出其發(fā)生原因，并針對(duì)性地提出對(duì)策。

3）課堂擴(kuò)展

單擊運(yùn)行按鈕，可以看到數(shù)碼管顯示的數(shù)字，從00遞增到59，之后又從00開始計(jì)數(shù)，完成60進(jìn)制計(jì)數(shù)。若想改變計(jì)數(shù)的快慢，可以調(diào)整V1脈沖波的頻率。

鼓勵(lì)學(xué)生設(shè)計(jì)74160組成N進(jìn)制計(jì)數(shù)器，并通過(guò)仿真演示出來(lái)?？梢栽O(shè)計(jì)100進(jìn)制、365進(jìn)制、1000進(jìn)制等，并要求學(xué)生完成加計(jì)數(shù)的同時(shí)，能否完成減計(jì)數(shù)？進(jìn)而加深學(xué)生對(duì)數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的理解，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的熱情，有利于學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)。

綜上所述，核磁共振對(duì)于股骨頭壞死的診斷具有很好的發(fā)展前景，其效果優(yōu)于CT檢查，在選擇診斷方法時(shí)，醫(yī)生要依據(jù)患者病情決定，本著細(xì)心嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，發(fā)揮核磁共振與CT的最大價(jià)值。

2.3日光燈功率因數(shù)提高實(shí)驗(yàn)仿真

該實(shí)驗(yàn)為日光燈照明線路，由于感性電路存在功率因數(shù)問(wèn)題，通過(guò)并聯(lián)電容可以改變整體電路功率因數(shù)，同時(shí)不影響日光燈的正常工作。

在教學(xué)中可以采用如下步驟：

1）先列出元件及儀器，請(qǐng)學(xué)生自行連接電路，熟悉照明電路的連接方式及功率表的使用。

2）調(diào)節(jié)電容參數(shù)，可以看出電容對(duì)功率因數(shù)的影響，同時(shí)在參數(shù)增大及減小的過(guò)程中，可以體現(xiàn)出“補(bǔ)償過(guò)度”的現(xiàn)象。

2.多音型過(guò)腔。如“昆南”中陰平聲字“驚”的唱調(diào)（《牡丹亭·游園》【醉扶歸】“沉魚落雁鳥驚喧”，706）。其中的過(guò)腔即為多音?！袄ケ薄敝嘘?yáng)去聲字“弄”的唱調(diào)(《長(zhǎng)生殿·絮閣》【喜遷鶯】“弄鬼裝妖”，777），其中的過(guò)腔即為多音型過(guò)腔。

3）調(diào)整電容的參數(shù)，功率因數(shù)可以得到改善，但是對(duì)負(fù)載（日光燈）的工作不會(huì)有影響。

3　結(jié)語(yǔ)

綜上，教學(xué)實(shí)踐中我們可以發(fā)現(xiàn)，把仿真實(shí)驗(yàn)融入到電子技術(shù)教學(xué)改革實(shí)踐中，能夠豐富教學(xué)手段和方法，從而有效保證教學(xué)的質(zhì)量。這就需要我們認(rèn)真研究Multisim在電子技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用形式，不斷創(chuàng)新教學(xué)內(nèi)容，尋求到更加科學(xué)高效的教學(xué)方法和手段，從而提升學(xué)生的思維能力和動(dòng)手操作能力，全面提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

【參考文獻(xiàn)】

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［2］杜先君.Multisim在正弦波信號(hào)產(chǎn)生電路教學(xué)中的應(yīng)用［J］.電子世界.2015（20）

［3］魏海紅.基于Multisim的電子技術(shù)與實(shí)踐課程項(xiàng)目教學(xué)法改革研究［J］.電子世界.2015（20）