第一篇：基于multisim的虛擬仿真軟件在數字電子技術教學中的應用(精)

Equipment Manufactring Technology NO.11, 2007 收稿日期 :2007-09-23作者簡介 :孫曉艷(1970— , 女 , 湖北襄樊人 , 講師(工程師 , 南京航空航天大學工程碩士研究生 , 從事電子技術的教學與研究。

基于 multisim 的虛擬仿真軟件在數字電子技術 教學中的應用 孫曉艷

(無錫職業技術學院工業中心 , 江蘇 無錫 214121 摘要 :虛擬教學和虛擬實驗是未來高等教育中最具優勢、最具發展潛力的一項技術 , 尤其是在高職院校進一步加強網絡基礎建設、數字 化建設以及信息化教學的背景下 , 借助基于 multisim 的虛擬仿真軟件有利于教師不斷完善教學內容 , 提高教學效果 , 開發學生的創造潛 力。就這一軟件在數字電子技術課程中輔助電子技術理論教學、補充實驗設備不足、提高課程設計質量、滲透素質教育等方面作了有益 地研究與探索。

關鍵詞 :虛擬實驗;multisim;數字電子技術 中圖分類號 :G642.0 文獻標識碼 :A 文章編號 :1672-545X(200711-0152-03 “數字電子技術” 是電子、通信、計算機、機電等類專業的 重要基礎課。長期以來 , 課程的主要任務一直強調數字集成電 路內部電路的設計方法與分析方法的研究 , 與高職專業更注重 學生掌握各種數字集成電路器件的外部特性與實際應用的培 養目標相違背。因此 , 如何從高職教育的特點出發 , 緊跟數字技 術的發展 , 搞好課程的教學改革 , 提高教學質量 , 是教學中一個 十分重要的課題。按照這種思路 , 在教學中引入基于 multisim 的虛擬仿真軟件 , 本文就這一軟件在數字電子技術課程

中輔助 電子技術理論教學、補充實驗設備不足、提高課程設計質量、滲 透素質教育等方面作了有益地研究與探索。

1基于 multisim 的虛擬實驗系統的特點

虛擬實驗是一種用虛擬儀器、設備代替傳統的實驗儀器和 實驗設備進行實驗 , 對實驗結果的性能和實驗過程中產生的 “虛擬電路或設備” 進行預測和評價 , 從而縮短實驗操作時間和 設計周期 , 降低實驗成本的技術。

在數字電子技術課程中實現虛擬實驗的關鍵技術是必須 有一套交互性強、開放度高、易操作的設計軟件。雖然實現這一 功能的軟件很多 , 但考慮到高職數字電子技術課程教學內容 多 , 學時緊的特點 , 選用了加拿大 Interactive Image Technologies 公司推出的電路仿真與繪制軟件 M ultisim , 其具有以下特點 :(1 采用直觀的圖形界面創建電路 :在計算機屏幕上模仿 真實實驗室的工作臺 , 繪制電路圖需要的元器件、電路仿真需 要的測試儀器均可直接從屏幕上選取;(2 軟件儀器的控制面板外形和操作方式都與實物相似 , 可以實時顯示測量結果。

(3 軟件帶有豐富的電路元件庫 , 提供多種電路分析方法。(4 作為設計工具 , 可以同其他流行的電路分析、設計和制

板軟件交換數據。

(5 還是一個優秀的電子技術訓練工具 , 利用它提供的虛 擬儀器可以用比實驗室中更靈活的方式進行電路實驗 , 仿真電 路的實際運行情況 , 熟悉常用電子儀器測量方法。

隨著高校網絡基礎建設、數字化、信息化建設的步伐 , 學生 對 M ultisim 軟 件 的 運 行 環 境 Windows98/2000/xp 等 都 很 熟 悉 , 因此學生已具備學習和使用 multisim 的基礎知識。

2數字電子技術課程教學的現狀

目前在全國范圍內開展的示范院校的建設過程 , 正是推進

高職教育教學改革發展、催人奮進的一種機制。因此 , 在數字電 子技術課程的設置、整合、內容的精選和組織教學方面應堅持 “兩個相適應” 為原則 , 即課程的設置與崗位技術應用能力或實 物操作能力培養相適應 , 深度與大專層次的高等技術應用型人 才相適應。理論知識突出必備的基礎和應用性 , 不刻意強調系 統性而側重適用性和針對性;不強調繁雜的理論推導而側重應 用能力的培養 , 取得了較好的教學效果 , 但也發現學生在學習過程中存在以下問題 :(1 理論教學過程中 “教學練” 有待加強 在理論教學中 , 如果

“教” 只是傳統意義上的老師在黑板上 一味灌輸知識那種填鴨式的教學 , 在教學的全過程中教師就很 難充分調動學生的主動性 , 突出受教育者的積極參與 , 按照傳 統的教法 , 往往大半學期過去了 , 學生只知道各種數字器件的 名稱和內部電路原理 , 但不清楚學了有什么用 ? 更不知道如何 用這些器件組成數字電路系統。因為缺乏一個 “練” 的平臺 , 這 里的 “學” 也僅僅是學會老師所教的知識 , 而更重要的學習的方 法 , 自學能力的提高 , 學生獨立思考能力和創新能力的培養卻 存在一定程度的缺失。

152 《裝備制造技術》 2007年第 11期(2 實驗教學有待加強

在數字電子技術實驗教學中 , 傳統的教學方法是要求學生 完成某一典型電路的驗證 , 其內容、步驟、電路、儀器等都是事 先安排好的 , 學生只須按照實驗指導書安排的順序就能完成實 驗 , 或者即便學生有不同的思路 , 但因受實驗條件限制也無法 開展實驗。這樣造成的結果是限制了實驗內容和形式的豐富多 彩 , 通過實驗

學生雖然能夠學會一些儀器的使用和操作技能 , 但這樣的實驗結果和實驗報告往往是千篇一律、大同小異 , 不 能真正提高學生分析問題、解決問題的能力 , 也難以激發他們 的求知欲和創新精神。

(3 課程設計時學生的設計思想很難達成

在傳統數字電子技術課程設計中 , 要耗費很多時間來分析 和搭建電路 , 然后用相應的測試儀器進行測量 , 這樣設計開發 時間長、效率低 , 一旦出錯 , 往往要重新更換元器件 , 參數修改 也不方便 , 不利于設計者高效完成設計思想。

針對以上情況 , 數字電子技術課程改革以課堂和教師為中 心的傳統教學組織形式 , 根據高職數字電子技術課程的特點 , 在教學過程中引入 M ultisim 軟件 , 把學生的理論知識學習、實 踐能力培養和綜合素質提高三者緊密結合起來。

3基于 multisim 的虛擬實驗系統在數字電子技術教 學中的應用研究 在數字電子技術課程中引入 multisim 的理論基礎是建構 主義學習理論 , 建構主義認為 , 知識不是通過教師傳授得到 , 而 是學習者在一定的情景即社會文化背景下 , 借助其他人(包括 教師和學習伙伴 的幫助 , 利用必要的學習資料 , 通過人際間的 協作活動而實現的主動構建知識意義的過程?！扒榫啊?、“ 協作” “會話”、“ 意義建構” 是學習環境中的四大要素。

下面以基于 multisim 的虛擬實驗系統在數字電子技術教 學中的具體應用為例說明 :(1 有助于創建豐富的學習情景及 “教學練” 相結合 情景是建構主義學習環境的首要內容 , 情境設計是創造與 所學知識和技能主題相關的 , 能促進與支持學生學習的盡可能 真實的環境 , 為學生自主學習創造條件。數字電子技術是一門 實踐性較強的課程 , 在教學中要創設 “情景” 一般只是采用課堂 演示實驗 , 但通常在高職院校中可能會遇到實驗儀器匱乏、電 路受溫度等環境影響大等困擾 , 造成失真或儀

器精度直接影響 教學效果等情況 , 而利用 multisim 軟件實際電路作為一種真實 表現電路工作狀態的開放靈活的示教手段 , 把實驗室和課堂有 機地融為一體 , 則解決了上述種種問題。

例如 , 在講典型集成計數器芯片這一節課內容時 , 利用工 業中心的資源優勢 , 將理論教學選在配備了 multisim 軟件的機 房里進行。首先由教師將實訓項目 “計數顯示器” 引入 , 并利用 計算機模擬真實實驗室的工作臺 , 讓學生觀察實驗結果如圖 1所示 , 該實訓電路的功能是對輸入脈沖的個數(0~9 進行遞增 計數 , 并通過譯碼顯示電路將所計的脈沖數顯示出來 , 并提出 問題 :74HC161芯片的功能是什么 ? 為什么稱之為計數器 ? 學 生帶著問題聽老師講解電路原理 , 使其認識到掌握相關知識和 技能是完成項目制作本身的需求 , 而不是教師對學生的刻意要 求 , 以達到在學生頭腦中產生主動建構的過程。

在給學生時間自己練習的過程中 , 為了完成這個項目學生 必須先去查手冊 , 了解計數器、譯碼器、數碼管、與非門等器件 的管腳連接和功能表 , 雖然他們此時還不能理解功能表 , 通過 實訓項目的制作和測試 , 學生就能很容易地弄清楚這些器件的 功能和每個管腳的作用。與此同時還學會了查手冊 , 如何通過 查手冊獲得數字電路器件的使用方法 , 這對數字電路設計制作 者來說是十分有用的技能。另外 , 在教學內容上和習題中安排 了許多諸如同類芯片如何級連 ? 如何進行功能擴展 ? 如何用通 用計數器構成任意進制計數器等等這樣一些在實際工作中十 分有用的技巧和方法 , 同時通過機房各機聯網的優勢 , 創造一 個互動的能相互促進共同提高的協作環境 , 構建學生與學生之 間 , 學生與老師之間的語言溝通渠道。讓學生共同來參與分析、訓練 , 在整堂課中 “講學練” 相結合 , 取得了較好的教學效果。

圖 1計數顯示器 圖 2模擬面板布線

(2 有助于加強實驗教學效果和提高實驗設施利用率 高職教育不是造就學術精英 , 而是以適應生產、建設、管 理、服務第一線需要的高素質技術應用型人才為培養目標。因 此在培養過程中 , 必須重視實踐能力的培養 , 重視職業經驗和 職業技

能的獲得 , 實驗教學是高職教育的主體教學方式之一。實驗通常包括實驗前的預習, 實驗的組織 , 實驗報告的撰

153 Equipment Manufactring Technology NO.11, 2007 寫三個環節 , 在傳統實驗教學中由于普遍存在實驗內容多、上 課人數多、資金和儀器套數不足、實驗課教師人數緊缺、實驗課 課時又十分有限等問題 , 而實驗前由于學生看不到儀器 , 不能 實際進行儀器操作 , 只能看講義預習, 因此往往在真正的實驗 過程中趕時間測數據 , 難以做到深入理解實驗方法 , 更不能進 行深入的實驗研究。

multisim 軟件功能強大 , 幾乎能夠仿真所有的數字電子技 術實驗 , 在這樣一個生動活潑、形象逼真的學習環境中預習后 , 再到實驗室進行實驗時 , 一些注意事項、實驗原理、儀器使用方 法等由于已經基本掌握 , 這就大大提高了實驗效率。特別是一 些設計性實驗 , 學生在實驗前利用 multisim 提供的實驗平臺 , 自己設計好實驗方案和實驗步驟進行仿真 , 可以很好地避免盲 目操作 , 拓展了學生的思維發展空間。更為重要的是仿真實驗 的引入突破了時間和空間的限制 , 使實驗場地不再局限于傳統 意義的實驗室 , 網絡機房、EDA 實驗室甚至宿舍都可以用來進 行實驗 , 做到一機多用 , 一室多用 , 學生利用校園網或互聯網還 可隨時隨地上網進行預習、實驗、討論和提交實驗報告 , 從而大 大提高了實驗設施的利用率。

(3 有助于學生創新能力的培養

高職畢業生上崗后的主要工作是解決生產過程中的各種 技術問題 , 從事諸如工藝革新、技術改造、事故處理、質量監測、設法降低成本和消耗、提高生產效率等工作 , 這就要求學生的 實踐能力不能僅僅停留于操作階段 , 要具有較強的分析判斷能

力 , 要有解決實際問題的綜合能力與手段 , 還要有在技術應用 性層面上一定的規劃、設計、開發能力和創新能力 , 為此 , 高職 教育將課程設計與創新課程作為實踐教學的重要內容。

由于有些實驗設備昂貴 , 特別是較為先進的實驗設備 , 許 多學校資金不足難以購買 , 這種設施無法在課程設計中給學生 提供探究學習的場景 , 因此創新精神、能力、素質等的培養無從 談起。但隨著科學技術日新月異 , 新產品換代周期日趨短暫 , 職 業的分化與復合成為必然 , 產生了許多與高新技術直接有關的

新的職業崗位 , 這些崗位 , 需要大量技術應用型人才。作為將來 要在這類崗位解決生產、技術、工藝、管理等一系列問題的高職 學生 , 在校期間 , 又必須了解專業技術未來發展方向 , 熟悉并掌 握崗位所需的關鍵技術。為此 , 高職教育要將與未來職業崗位 相關的新技術、新工藝、新材料、新設備等引入實踐教學 , 按照 更高的職業資格要求 , 按照生產實際的規范等對學生進行培養 與訓練。仿真軟件的引入使學生既掌握了一種新的電子電路設 計軟件 , 又掌握了一門新型的實驗分析方法 , 尤其利用 multi-sim 作為課程設計實物制作前的設計分析工具 , 能充分發揮學

生的主觀能動性和創造性 , 并按照可持續發展的思路為學生儲 備一定的理論知識和實踐技能 , 達到用先進、高新、超前的實用 技術培養、訓練學生的目的。如果和 PCB 軟件模塊 Ultiboard 配 合使用 , 可以完成電路原理圖輸入、電路分析、仿真、制作印刷 電路板全套自動化工序 , 對培養學生的工程實踐的觀點大有裨 益 , 圖 2為該軟件在面板上模擬布線。

4結論

基于 multisim 的虛擬實驗系統有利于教師不斷完善教學 內容 , 提高教學效果 , 使學生在掌握基礎知識外 , 適當引入科學 技術發展新成就 , 在學生自身能力基礎上

有效地發揮其主觀能 動性 , 開發了學生的創造潛力 , 但它只能輔助數字電路教學 , 而 不能代替理論和實驗教學 , 并且由于許多因素的限制 , 還需要 在今后的實際教學中揚長避短 , 不斷完善。

參考文獻 : [1][2][3]The Application of Visual Simulate Software in Digital Electricity Technology Teaching Based Software M ultisim SUN Xiao-yan(Industrial Center of Wuxi Institute of Technology , Wuxi Jiangsu 214121, China Abstract :Visual teaching and visual experiment is one of the most advantaged and potential technologies in the future higher educations, es-pecially in the time that higher vocational college.In order to strengthen the basic network infrastructure, digital construction and information teaching , it is very useful to improve teachers ’ teaching contents, offer good teachings effects and develop students ’ creative potential by us-ing the simulate software M ultisimto.The software has widely used in the digital electricity technology course such as assisting electricity theo-ry teaching, supplying the lack of experiment equipment, developing the quality of curriculum design and penetrating quality education, all that have been researched beneficially.Key words :visual experiment;M ultisim;digital electricity technology 李 洋.EDA 技術使用教程 [M ].北京 :機械工業出版社 ,2004.于 楓 , 張建新 , 王秀成.電子系統仿真分析教程 [M ].北京 :科學出

版社 ,2004.王任平.M ultisim2001軟件在電子電路中的應用 [J].計算機仿真 ，2003,20(12:133-135,139.154

第二篇：Multisim仿真軟件在數字電子技術教學中的應用

Multisim仿真軟件在數字電子技術教學中的應用

摘 要 在數字電子技術課堂中利用Multisim仿真軟件進行教學演示，使得枯燥乏味的教學活動變得生動有趣，激發學生學習興趣，提高學習積極性，增強教學效果。該軟件還可以在電路設計及電路制作等其他實踐和創新環節開發出更大更廣泛的應用。

關鍵詞 Multisim；動態仿真；數字電子技術

中圖分類號：G712 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2016）06-0017-03

在數字電子技術課堂教學中，教師經常需要講解一些電路圖、波形圖、時序圖等圖形，傳統的方法無非就是黑板、多媒體投影等形式，以便增強學生對知識要點的理解。但這里有個明顯的問題，對大部分教師而言，要花大量的時間在黑板上或者PPT上把各種電路圖、波形圖或者時序圖等精準地畫出來，往往是事倍功半，因為畫那些圖形既費時又費力。從學生角度，也無法正確理解這些圖的變化與參數之間的對應關系，與實際明顯脫節。這樣的學習很難引起學生的充分注意，因而也就不容易建立學習興趣，所以學習效率也往往較低。結合現代職業教育的理念，這種教學模式和教學過程理論聯系實際明顯不夠，學生的學習積極性不高也在所難免。

Multisim仿真軟件中有強大的元器件庫和儀表庫，可以充分利用軟件中這些強大庫功能，同時針對學生的知識結構梳理出數字電子技術知識重難點，根據重難點繪制好電路圖并將電路圖進行動態仿真演示。Multisim仿真軟件運行時的波形圖、時序圖等是動態效果圖，很容易集中學生的注意力。在淺化知識點的同時，內容講授過程變得更生動有形，課堂氛圍既嚴謹又活潑，學生在潛移默化中提高了興趣，從而增強教學效果。Multisim軟件簡介

Electronics Workbench（EWB）也稱為“虛擬電子工作平臺”，是加拿大IIT公司在20世紀八九十年代推出的用來進行電路仿真與設計的EDA軟件。美國國家儀器儀表公司（National Instruments）在2005年將IIT公司兼并，MultiSim成為NI公司的電路設計軟件的套件之一。2007年初，NI公司推出NI Multisim10。NI Multisim10具有豐富而強大的仿真分析能力，各種虛擬儀器設備，可以完成各種電路分析方法，以便幫助設計人員深入分析電路性能，提高設計效率，優化電路設計。在數字電路教學上的應用

以JK觸發器為例 數字電路教學中，JK觸發器屬于比較難進行闡述和表達清楚的，學生也難于理解其中的原理的知識點。運用傳統的教學方法來闡述JK觸發器原理的時候，通常是通過布爾代數表達式來進行推導，通過推導得出JK觸發器真值表；然后以真值表為基礎，進一步畫出JK觸發器的時序圖?，F在看來，這種教學過程往往教師是主體，因為自始至終都是教師在推導演算JK觸發器的真值表和表達式。整個過程中大部分學生無法得知教師所講的JK觸發器的硬件電路連接過程、輸出波形變化與JK輸入端高低電平的對應關系。

但是如果使用Multisim軟件，通過軟件把電路按圖1連接好，同時將電路輸出端與狀態指示燈也連接好，那么時序圖將用實時的示波器或邏輯分析儀來替代。通過兩個開關A、B的組合，產生00、01、10、11四種狀態的輸入信號，然后在觸發器的J端、K端分別接入00、01、10、11四種狀態的輸入信號，JK觸發器的輸出端Q和-Q的兩個狀態指示燈就會做出相應的亮滅變化。顯而易見，這樣的教學設計更加直觀、明了，符合中職學生的認知規律，更能激發起學生的興趣。教師引導學生分組做演示、講解；學生提問、答疑；學生填表并匯報演示結果，小結。學生得到表1所示真值表。Multisim中電路原理圖如圖1所示。

通過仿真軟件仿真完成JK觸發器真值表的推導以后，接下來進一步學習JK觸發器的功能。打開邏輯分析儀或者四蹤示波器，然后對照真值表對JK觸發器的功能做進一步分析。圖1是一個波形圖，圖中示波器界面上同時顯示了信號發生器的輸入波形、JK觸發器JK=11時的兩個互補輸出端Q和-Q波形。開關AB分別有四種不同輸入組合狀態，輸出結果往往就不同。一方面指示燈表達了輸出狀態，另一方面輸出又有波形顯示，這樣JK觸發器的輸入與輸出結果之間到底是怎樣的關系，通過圖形動態演示很容易引人入勝并深入理解。由于該仿真軟件提供了同時具備4個輸入通道的示波器，同時顯示16路信號的邏輯分析儀，這極大地方便了電路的仿真效果，也為課堂教學提供了極大便利。

總之，通過該軟件的波形演示，能非常方便地將好幾路信號同時顯示在一個屏幕上，這樣一來，學生和教師就能很方便地比較各信號之間復雜的對應關系，極大地增強了教學效果。

以計數器為例 在講解計數器過程中，很多教師會根據以往經驗積累，在講解完計數器電路原理后，就直接根據計數器原理中的結論展示出計數器輸出的時序圖。然而在這個過程中，學生同樣不知道電路的硬件連接、設置方法和計數器計數原理。有了Multisim軟件的參與，相當于現場進行實驗演示，教師可以很方便地利用軟件搭建好所要講解的電路，現場進行演示，然后讓學生直接觀察運行過程和結果（如圖2所示）?？梢源_定的是，當學生一看到數碼管上變化跳動的數字時，他的注意力更容易集中，同時興趣倍增。電路理論的分析正確是否，都可以通過仿真軟件對所搭建的電路進行仿真，查看運行結果。這樣學生也會更愿意通過自己對電路的邏輯分析，把邏輯分析結果與軟件仿真結果進行對比，驗證自己分析是否正確，極大增強學習主動性。

隨著教學過程的進一步深入，最后教師得出的時序圖（圖3），以動態的形式與學生討論分析，相對于書本上靜態圖形而言，這種現場實時的、動態的圖形不僅直觀明了、簡單易學，而且更有吸引力、說服力，教學效果更好。結論

學生在數字電子技術的學習中經常因各種邏輯關系而無所適從，教師在數字電子技術講解過程中因各種波形圖和時序圖的繪制和講解費時費力而心力交瘁。通過以上兩個數字電路教學中的例子介紹，利用Multisim仿真軟件可以使教師在教學實施過程中應用自如、邏輯清晰；學生在學習過程中也興趣十足，理解透徹。這樣，教師的教學和學生的學習都變得非常有趣，教師和學生都可以對數字電路進行邏輯分析和判斷，把邏輯分析結果與軟件仿真結果進行對比，驗證自己分析是否正確。在這個過程中，既可以掌握數字電路的知識，也可以掌握電路連接、電路仿真等其他相關知識和技能，一舉多得。

第三篇：仿真軟件在模擬電子技術教學中的應用

內容摘要：

摘 要： 本文介紹了仿真軟件在模擬電子技術課程教學環節中的一些做法，通過仿真虛擬實驗平臺與理論有機結合的教學手段，對培養學生創造性思維能力，改善了教學手段，豐富了教學內容，提高了課堂教學效率，具有極其重要的作用，使大家認識到仿真軟件在模擬電子技術教學中有著廣闊的應用前景。

摘 要： 本文介紹了仿真軟件在模擬電子技術課程教學環節中的一些做法，通過仿真虛擬實驗平臺與理論有機結合的教學手段，對培養學生創造性思維能力，改善了教學手段，豐富了教學內容，提高了課堂教學效率，具有極其重要的作用，使大家認識到仿真軟件在模擬電子技術教學中有著廣闊的應用前景。

關鍵詞：仿真軟件 模擬電子技術 虛擬實驗平臺 應用

電子課程教學是以理論課教學、課程實驗和課程設計等教學環節構成。我們在教學實踐過程中，如果結合理論教學的進程，利用仿真軟件在計算機上進行模擬電子電路實驗和電路設計的仿真，作為教學的補充，既幫助學生更好地理解電子技術的理論知識，又能確保課程實驗電路參數的正確性，還為設計者免去了重復“制作—修改—再制作—再修改”的重復勞動，可以取得良好的教學效果。實踐證明，這種教學、設計手段的運用，有助于增強學生感性認識，培養學生創新能力、計算機應用能力和實際動手能力。我現介紹我院將仿真軟件應用于模擬電子技術課程教學中的實際做法。

1.將虛擬仿真引入課堂，進行演示實驗，提高課堂教學效率

過去主要是理論課教學，過于注重原理分析、公式推導，學生聽起來枯燥無味，難于理解。為了提高教學效率，需要配合演示實驗。但準備演示實驗，需要花費較多時間；將多種儀器搬到教室，使用不便；演示操作過程，會占用過多時間，影響教學進度。

現在我們將仿真軟件的虛擬實驗功能引進課堂，在講解理論的同時，利用多媒體同步演示，顯示實驗結果，使一些抽象的概念形象化、直觀化、簡單化，彌補了理論上的抽象性。下面是我們具體應用仿真軟件來仿真的兩個實例。

在模擬電路中講授振蕩電路的起振時，通過電路的正反饋作用，輸出信號就會逐漸由小變大，當振蕩幅度增大到一定的程度后，由于三極管的限幅作用，最后使得輸出的波形穩定。學生很難理解，用現有的儀器根本就不能顯示出起振的波形來，現在利用protel仿真顯示出波形（圖2），振蕩器起振的過程非常直觀，還能看出這種振蕩電路的波形存在較大的失真，但振蕩波形較穩定。如果對波形失真要求較高，則需要采用改進型號振蕩電路，即克拉潑或者西勒振蕩電路。這種教學模式生動活潑，學生自始至終保持著極高的學習興趣，加深了理解和記憶，有效地提高了課堂教學效率。

2.開設仿真實驗，改革實驗教學方法，提高實驗教學質量

電子技術課是一門實踐性很強的課程，理論學習必須緊密地與實踐結合起來。以往，實踐環節主要是上實驗課，實驗內容多為驗證性實驗，設計性、綜合性實驗較少。

我們的做法:在學習模擬電子技術的過程中，抽幾節課講解仿真軟件的使用方法。在電子技術實驗課之前，學生必須先將電路進行仿真，得到實驗結果以后，再進行實際的安裝、焊接、調試。學生做實驗的興趣提高，信心加強，實驗教學質量大大提高，特別是在設計性實驗中，可以隨時修改元件參數，并能馬上獲得仿真結果，直到滿足電路設計要求。學生可提出各種設計方案，從而大大提高了分析問題、解決問題的能力，激發了他們的創新意識，也大大提高了學生電子電路的設計水平。這樣很好地解決了原來設計電路的缺陷：先設計出電路，買回元件后，在面包板或印制電路板上安裝調試，需要連接很多的電位器，當調試好以后，必須重新買元件，重新安裝調試，將損耗浪費大量的電子元器件。

第四篇：EDA軟件MultiSim在電工電子技術實驗教學中的應用

EDA軟件MultiSim在電工電子技術實驗教學中的應用

揚柳林

陳軍靈

（廣西大學電氣工程學院，廣西，南寧，530004）

摘要：文章對MultiSim仿真軟件進行了介紹，探討了其在電工電子技術實驗教學中的應用，利用該虛擬電子實驗臺輔助實驗教學，可以克服傳統實驗中的一些不足，使實驗教學更加方便、靈活、直觀，能取得更好的教學效果。關鍵詞：電子設計自動化（EDA）；虛擬電子實驗臺；MultiSim；仿真 中圖分類號：G642.423 0 引言

在科學技術日新月異的背景下，隨著教育改革的深入，如何實現教育技術現代化、教學 手段現代化已經成為我國教育改革所面臨的一個重要課題。目前，在電工電子技術實驗教學方面，國內多數高校仍主要采用實物元器件進行硬件連線測試，大多數采用面包板或者各種現成的實驗箱。這種傳統的實驗方式由于受實驗室條件的限制，在給學生開設一些擴展型、設計型以及綜合型實驗時將會遇到困難，特別是新器件，新設備價格昂貴，一般院校的電子學實驗室更是無法承受。

隨著電子設計自動化（EDA）技術的發展，開創了利用“虛擬儀器”、“虛擬器件”在計算機上進行電子電路設計和實驗的新方法。目前，在這類仿真軟件中，“虛擬電子實驗臺”——MultiSim較為優秀，其應用逐步得到推廣。這種新型的虛擬電子實驗技術，在創建實驗電路時，元器件和測試儀器均可以直接從屏幕圖形中選取，而且軟件中的測試儀器的圖形與實物外形基本相似。利用MultiSim仿真軟件進行電工電子技術實驗教學，不僅可以彌補實驗儀器、元器件短缺以及規格不符合要求等因素，還能利用軟件中提供的各種分析方法，幫助學生更快、更好地掌握教學內容，加深對概念、原理的理解，并能熟悉常用的電工電子儀器的測量方法，進一步培養學生的綜合能力和創新能力。虛擬電子實驗臺MultiSim簡介

Multisim是加拿大Interactive Image Technologies公司出品的電路模擬軟件，V5以前的 版本稱為Electronics Workbench，從V6開始改為Multisim。在教育界比較流行的Multisim 2001版屬于V6版本，目前Multisim的最新版本是V8。Multisim從V5到V6的功能有很大的擴充，特別是增加了VHDL和Verilog HDL模塊，使它成為真正的“數模VHDL Verilog”的混合電路模擬軟件。

Multisim的主要功能和特點：

? Multisim具有直觀、方便的操作界面，創建電路、選用元器件和虛擬測試儀器等均 可直接從屏幕圖形中選取，而且提供的虛擬測試儀器非常齊全，其外觀與實物外形基本相似，操作這些虛擬設備如同操作真實的設備一樣。

? Multisim極大地擴充了元件數據庫，特別是大量新增的與現實元件對應的元件模 型，增強了仿真電路的實用性，同時還可以新建或擴充已經有的元件庫，建庫所需的原器件參數可以從生產廠商的產品使用手冊中查到。

? Multisim具有較為完善的電路分析功能，可以完成電路的瞬態分析和穩定分析、時 域和頻域分析、器件的線性和非線性分析、電路的噪聲分析和失真分析、離散傅里葉分析、電路零極點分析、交直流靈敏度分析等電路分析方法。此外，還可以對被仿真電路中的元件設置各種故障，以便觀察到故障情況下的電路工作狀態。用MultiSim進行虛擬實驗的方法 2.1 構造和測試電路分為以下幾個步驟：

⑴ 根據實驗內容從元件庫選擇元件放到工作區；

⑵ 將工作區中的元件按照電路布局進行放置，用導線將元件連接起來，并設置好元件參數和模型；

⑶ 在電路中需要觀測的節點放置、連接電壓、電流表計和示波器、信號發生器等觀測儀器；

⑷ 根據測試要求設定儀器參數，進行電路仿真、觀測。2.2 電路仿真運行

電路創建完畢，點擊“運行”開關后，就可以從示波器等測試儀器上讀得電路中被測數據。整個仿真運行過程可分成以下幾個步驟：

⑴ 數據輸入：將已創建的電路圖結構、元器件數據讀入，選擇分析方法；

⑵ 參數設置：檢查輸入數據的結構和性質，以及電路中的闡述內容，對參數進行設置；

⑶ 電路分析：對輸入信號進行分析，形成電路的數據值解，并將所得數據送至輸出級；

⑷ 數據輸出：從測試儀器如示波器或萬用表等上獲得仿真運行的結果。也可以從“分析”欄中的“分析顯示圖”看到測量、分析的波形圖。MultiSim在電工電子實驗教學中的應用舉例

3.1 RLC串聯電路的響應與狀態軌跡觀測（電工電路仿真實驗）

二階RLC串聯電路在電工電路中較為常見，但用傳統的方法講授、觀測該電路的響應 過程是比較抽象、復雜的，而使用Multisim對其過渡過程進行仿真分析，就可以很方便地研究其過阻尼、臨界阻尼和欠阻尼三種狀態下的響應曲線和狀態軌跡。

如圖1所示，在Multisim工作區搭建實驗電路，并設置好相關參數。圖中函數發生器 輸出方波信號，f?600Hz。用示波器觀測電容兩端電壓，通過鍵盤上的“a”鍵，可以實時改變可調電阻R1值，從而得到三種不同狀態的響應曲線，如圖2所示。

圖1

（a）臨界阻尼

圖2

（b）欠阻尼

二階RLC串聯電路三種狀態的響應曲線

（c）過阻尼

為了觀測該電路的狀態軌跡，需按圖3搭建實驗電路。圖中，函數發生器輸出方波信號，f?600Hz；示波器置于雙蹤工作方式，將電容兩端電壓送入示波器的A端子，電感電流送入示波器的B端子，則從屏幕上就可以顯示出其狀態軌跡，原理與顯示李薩育圖形一樣。為獲得電感電流，加接了取樣電阻R3，將電流量轉變為成正比的電壓量。由于電阻R3的引進，電容電壓值比實際值偏大，但由于電容的阻抗ZC??R3，所以電阻R3帶來的影響可以忽略不計。改變可調電阻R2值，便可觀察振蕩與非振蕩情況下的狀態軌跡，如圖4所示。

圖3

（c）過阻尼

（b）欠阻尼（a）臨界阻尼

圖4

二階RLC串聯電路三種狀態的狀態軌跡

3.2 晶體管輸出特性曲線測試(電子電路仿真實驗)晶體管輸出特性曲線是描述晶體管各極電流與各極電壓關系的曲線，對于了解晶體管性能和晶體管電路分析是非常有用的。傳統的晶體管輸出特性曲線測試實驗，比較繁瑣，現利用MultiSim強大的仿真分析、數據后期處理功能，則可以方便、快捷地測繪出晶體管輸出特性曲線。

如圖5所示，在MultiSim工作區中創建測試電路。點擊Simulate菜單中的Analyses下的DC Sweep Analyses功能，出現圖6所示對話框，按圖中參數進行設置，并將vv1# branch作為output variables。設置完畢，點擊對話框上的Simulate，得到圖

8所示晶體管輸出特性曲線。但該曲線與習

圖晶體管測試電路圖

慣表示方法不同，縱坐標數據為負數，因此，再利用Multisim的后處理功能（Postprocess），將測試曲線進行簡單的數學運算，即輸出數據取反，便可得到習慣表示法。具體參數設置如圖7對話框所示。重畫后的晶體管輸出特性曲線如圖9所示。

圖6

DC Sweep Analyses對話框設置

圖7

Postprocess對話框設置

圖9

晶體管輸出特性曲線 圖8

晶體管測試曲線 結論

從以上列舉的仿真試驗中，可以看出，用MultiSim進行電工電子虛擬實驗非常方便，現象直觀，結果精確。這對電工電子技術實驗教學是一種很好的輔助手段。并且，還為學生進行綜合性、創造性實驗提供了一個廣闊空間。隨著MultiSim應用的推廣和深入，其必將在電子工程、信息工程、電氣工程、自動控制等領域的輔助教學中發揮重要作用。

參考文獻：

[1] Interactive Image Technology Ltd，Multisim V7 User Guide [M]，Canada，2003．

[2] 鄭步生，吳渭，Multisim2001電路設計及仿真入門與應用[M]，北京：電子工業出版社，2002．

[3] 康光華，電子技術基礎（模擬部分），北京：高等教育出版社．

Multisim是加拿大圖像交互技術公司（Interactive Image Technoligics簡稱IIT公司)推出的以Windows為基礎的仿真工具，適用于板級的模擬/數字電路板的設計工作。它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語言輸入方式，具有豐富的仿真分析能力。

工程師們可以使用Multisim交互式地搭建電路原理圖，并對電路行為進行仿真。Multisim提煉了SPICE仿真的復雜內容，這樣工程師無需懂得深入的SPICE技術就可以很快地進行捕獲、仿真和分析新的設計，這也使其更適合電子學教育。通過Multisim和虛擬儀器技術，PCB設計工程師和電子學教育工作者可以完成從理論到原理圖捕獲與仿真再到原型設計和測試這樣一個完整的綜合設計流程。multisim 9概述

Multisim 被美國NI公司收購以后，其性能得到了極大的提升。最大的改變就是：Multisim 9與LABVIEB 8的完美結合：

新特點：（1）可以根據自己的需求制造出真正屬于自己的儀器；

（2）所有的虛擬信號都可以通過計算機輸出到實際的硬件電路上;

(3)所有硬件電路產生的結果都可以輸回到計算機中進行處理和分析。

Multisim 9組成：

1． ―――構建仿真電路

2． ―――仿真電路環境

3． multi mcu------單片機仿真

4． ――FPGA、PLD，CPLD等仿真

5． ――FPGA、PLD，CPLD等仿真

6． ―― 通信系統分析與設計的模塊

7． ―― PCB設計模塊：直觀、層板32層、快速自動布線、強制向量和密度直方圖

8． －（自動布線模塊）

仿真的內容：

1． 器件建模及仿真；

2． 電路的構建及仿真；

3． 系統的組成及仿真；

4． 儀表儀器原理及制造仿真。

器件建模及仿真：可以建模及仿真的器件：

模擬器件（二極管，三極管，功率管等）；

數字器件（74系列，COMS系列，PLD，CPLD等）；

FPGA器件。

電路的構建及仿真：單元電路、功能電路、單片機硬件電路的構建及相應軟件調試的仿真。

系統的組成及仿真：Commsim 是一個理想的通信系統的教學軟件。它很適用于如?信號與系統?、?通信?、?網絡?等課程，難度適合從一般介紹到高級。使學生學的更快并且掌握的更多。

Commsim含有200多個通用通信和數學模塊，包含工業中的大部分編碼器，調制器，濾波器，信號源，信道等，Commsim 中的模塊和通常通信技術中的很一致，這可以確保你的學生學會當今所有最重要的通信技術。

要觀察仿真的結果，你可以有多種選擇：時域，頻域，XY圖，對數坐標，比特誤碼率，眼圖和功率譜。

儀表儀器的原理及制造仿真：可以任意制造出屬于自己的虛擬儀器、儀表，并在計算機仿真環境和實際環境中進行使用。

PCB的設計及制作：產品級版圖的設計及制作。

美國NI公司提出的理念：

“把實驗室裝進PC機中”

“軟件就是儀器

[編輯本段]multisim 10概述

●通過直觀的電路圖捕捉環境, 輕松設計電路

●通過交互式SPICE仿真, 迅速了解電路行為

●借助高級電路分析, 理解基本設計特征

●通過一個工具鏈, 無縫地集成電路設計和虛擬測試

●通過改進、整合設計流程, 減少建模錯誤并縮短上市時間

NI Multisim軟件結合了直觀的捕捉和功能強大的仿真，能夠快速、輕松、高效地對電路進行設計和驗證。憑借NI Multisim，您可以立即創建具有完整組件庫的電路圖，并利用工業標準SPICE模擬器模仿電路行為。借助專業的高級SPICE分析和虛擬儀器，您能在設計流程中提早對電路設計進行的迅速驗證，從而縮短建模循環。與NI LabVIEW和SignalExpress軟件的集成，完善了具有強大技術的設計流程，從而能夠比較具有模擬數據的實現建模測量。

電子通信類其它常用的仿真軟件：

System view---數字通信系統的仿真

Proteus――單片機及ARM仿真

LabVIEW――虛擬儀器原理及仿真

Multisim 2001 使用簡介

Multisim是Interactive Image Technologies(Electronics Workbench)公司推出的以Windows為基礎的仿真工具，適用于板級的模擬/數字電路板的設計工作。它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語言輸入方式，具有豐富的仿真分析能力。為適應不同的應用場合，Multisim推出了許多版本，用戶可以根據自己的需要加以選擇。在本書中將以教育版為演示軟件，結合教學的實際需要，簡要地介紹該軟件的概況和使用方法，并給出幾個應用實例。

第一節 Multisim概貌

軟件以圖形界面為主，采用菜單、工具欄和熱鍵相結合的方式，具有一般Windows應用軟件的界面風格，用戶可以根據自己的習慣和熟悉程度自如使用。

一、Multisim的主窗口界面。

啟動Multisim 2001后，將出現如圖1所示的界面。

界面由多個區域構成：菜單欄，各種工具欄，電路輸入窗口，狀態條，列表框等。通過對各部分的操作可以實現電路圖的輸入、編輯，并根據需要對電路進行相應的觀測和分析。用戶可以通過菜單或工具欄改變主窗口的視圖內容。

二、菜單欄

菜單欄位于界面的上方，通過菜單可以對Multisim的所有功能進行操作。

不難看出菜單中有一些與大多數Windows平臺上的應用軟件一致的功能選項，如File，Edit，View，Options，Help。此外，還有一些EDA軟件專用的選項，如Place，Simulation，Transfer以及Tool等。

1.File File菜單中包含了對文件和項目的基本操作以及打印等命令。命令 功能

New

建立新文件

Open

打開文件

Close

關閉當前文件

Save

保存

Save As

另存為

New Project

建立新項目

Open Project

打開項目

Save Project

保存當前項目

Close Project

關閉項目

Version Control

版本管理

Print Circuit

打印電路

Print Report

打印報表

Print Instrument

打印儀表

Recent Files

最近編輯過的文件

Recent Project

最近編輯過的項目

Exit

退出Multisim

2.Edit Edit命令提供了類似于圖形編輯軟件的基本編輯功能，用于對電路圖進行編輯。命令 功能

Undo

撤消編輯

Cut

剪切

Copy

復制

Paste

粘貼

Delete

刪除

Select All

全選

Flip Horizontal

將所選的元件左右翻轉

Flip Vertical

將所選的元件上下翻轉

ClockWise

將所選的元件順時針90度旋轉

ClockWiseCW

將所選的元件逆時針90度旋轉

Component Properties 元器件屬性 3．View 通過View菜單可以決定使用軟件時的視圖，對一些工具欄和窗口進行控制。命令 功能

Toolbars

顯示工具欄

Component Bars

顯示元器件欄

Status Bars

顯示狀態欄

Show Simulation Error Log/Audit Trail

顯示仿真錯誤記錄信息窗口

Show XSpice Command Line Interface

顯示Xspice命令窗口

Show Grapher

顯示波形窗口

Show Simulate Switch

顯示仿真開關

Show Grid

顯示柵格

Show Page Bounds

顯示頁邊界

Show Title Block and Border

顯示標題欄和圖框

Zoom In

放大顯示

Zoom Out

縮小顯示

Find 查找

4．Place 通過Place命令輸入電路圖。命令 功能

Place Component

放置元器件

Place Junction

放置連接點

Place Bus

放置總線

Place Input/Output

放置輸入/出接口

Place Hierarchical Block

放置層次模塊

Place Text

放置文字

Place Text Description Box

打開電路圖描述窗口，編輯電路圖描述文字

Replace Component

重新選擇元器件替代當前選中的元器件

Place as Subcircuit

放置子電路

Replace by Subcircuit 重新選擇子電路替代當前選中的子電路 5．Simulate 通過Simulate菜單執行仿真分析命令。命令 功能

Run

執行仿真

Pause

暫停仿真

Default Instrument Settings

設置儀表的預置值

Digital Simulation Settings

設定數字仿真參數

Instruments

選用儀表（也可通過工具欄選擇）

Analyses

選用各項分析功能

Postprocess

啟用后處理

VHDL Simulation

進行VHDL仿真

Auto Fault Option

自動設置故障選項

Global Component Tolerances 設置所有器件的誤差 6．Transfer菜單

Transfer菜單提供的命令可以完成Multisim對其它EDA軟件需要的文件格式的輸出。命令 功能

Transfer to Ultiboard

將所設計的電路圖轉換為Ultiboard（Multisim中的電路板設計軟件）的文件格式

Transfer to other PCB Layout

將所設計的電路圖以其他電路板設計軟件所支持的文件格式

Backannotate From Ultiboard

將在Ultiboard中所作的修改標記到正在編輯的電路中

Export Simulation Results to MathCAD

將仿真結果輸出到MathCAD

Export Simulation Results to Excel

將仿真結果輸出到Excel

Export Netlist 輸出電路網表文件 7．Tools Tools菜單主要針對元器件的編輯與管理的命令。命令 功能

Create Components

新建元器件

Edit Components

編輯元器件

Copy Components

復制元器件

Delete Component

刪除元器件

Database Management

啟動元器件數據庫管理器，進行數據庫的編輯管理工作

Update Component 更新元器件 8．Options 通過Option菜單可以對軟件的運行環境進行定制和設置。命令 功能

Preference

設置操作環境

Modify Title Block

編輯標題欄

Simplified Version

設置簡化版本

Global Restrictions

設定軟件整體環境參數

Circuit Restrictions 設定編輯電路的環境參數 9．Help Help菜單提供了對Multisim的在線幫助和輔助說明。命令 功能

Multisim Help

Multisim的在線幫助

Multisim Reference

Multisim的參考文獻

Release Note

Multisim的發行申明

About Multisim

Multisim的版本說明

三、工具欄

Multisim 2001提供了多種工具欄，并以層次化的模式加以管理，用戶可以通過View菜單中的選項方便地將頂層的工具欄打開或關閉，再通過頂層工具欄中的按鈕來管理和控制下層的工具欄。通過工具欄，用戶可以方便直接地使用軟件的各項功能。

頂層的工具欄有：Standard工具欄、Design工具欄、Zoom工具欄，Simulation工具欄。

1．Standard工具欄包含了常見的文件操作和編輯操作，如下圖所示：

2．Design工具欄作為設計工具欄是Multisim的核心工具欄，通過對該工作欄按鈕的操作可以完成對電路從設計到分析的全部工作，其中的按鈕可以直接開關下層的工具欄：Component中的Multisim Master工具欄，Instrument工具欄。

（1）作為元器件（Component）工具欄中的一項，可以在Design工具欄中通過按鈕來開關Multisim Master工具欄。該工具欄有14個按鈕，每個每一個按鈕都對應一類元器件，其分類方式和Multisim元器件數據庫中的分類相對應，通過按鈕上圖標就可大致清楚該類元器件的類型。具體的內容可以從Multisim的在線文檔中獲取。

這個工具欄作為元器件的頂層工具欄，每一個按鈕又可以開關下層的工具欄，下層工具欄是對該類元器件更細致的分類工具欄。以第一個按鈕 為例。通過這個按鈕可以開關電源和信號源類的Sources工具欄如下圖所示：

（2）Instruments工具欄集中了Multisim為用戶提供的所有虛擬儀器儀表，用戶可以通過按鈕選擇自己需要的儀器對電路進行觀測。

3．用戶可以通過Zoom工具欄方便地調整所編輯電路的視圖大小。

4．Simulation工具欄可以控制電路仿真的開始、結束和暫停。

第二節 Multisim對元器件的管理

EDA軟件所能提供的元器件的多少以及元器件模型的準確性都直接決定了該EDA軟件的質量和易用性。Multisim為用戶提供了豐富的元器件，并以開放的形式管理元器件，使得用戶能夠自己添加所需要的元器件。

Multisim以庫的形式管理元器件，通過菜單Tools/ Database Management打開Database Management（數據庫管理）窗口（如下圖所示），對元器件庫進行管理。

在Database Management窗口中的Daltabase列表中有兩個數據庫：Multisim Master和User。其中Multisim Master庫中存放的是軟件為用戶提供的元器件，User是為用戶自建元器件準備的數據庫。用戶對Multisim Master數據庫中的元器件和表示方式沒有編輯權。當選中Multisim Master時，窗口中對庫的編輯按鈕全部失效而變成灰色，如下圖所示。但用戶可以通過這個對話窗口中的Button in Toolbar顯示框，查找庫中不同類別器件在工具欄中的表示方法。

據此用戶可以通過選擇User數據庫，進而對自建元器件進行編輯管理。

在Multisim Master中有實際元器件和虛擬元器件，它們之間根本差別在于：一種是與實際元器件的型號、參數值以及封裝都相對應的元器件，在設計中選用此類器件，不僅可以使設計仿真與實際情況有良好的對應性，還可以直接將設計導出到Ultiboard中進行PCB的設計。另一種器件的參數值是該類器件的典型值，不與實際器件對應，用戶可以根據需要改變器件模型的參數值，只能用于仿真，這類器件稱為虛擬器件。它們在工具欄和對話窗口中的表示方法也不同。在元器件工具欄中，雖然代表虛擬器件的按鈕的圖標與該類實際器件的圖標形狀相同，但虛擬器件的按鈕有底色，而實際器件沒有，如下圖所示。

從圖中可以看到，相同類型的實際元器件和虛擬元器件的按鈕并排排列，并非所有的是元器件都設有虛擬類的器件。

在元器件類型列標中，虛擬元器件類的后綴標有Virtual，如下圖所示：

第三節 輸入并編輯電路

輸入電路圖是分析和設計工作的第一步，用戶從元器件庫中選擇需要的元器件放置在電路圖中并連接起來,為分析和仿真做準備。

一、設置Multisim的通用環境變量

為了適應不同的需求和用戶習慣，用戶可以用菜單Option/Preferences打開Preferences對話窗口，如下圖所示。

通過該窗口的6個標簽選項，用戶可以就編輯界面顏色、電路尺寸、縮放比例、自動存儲時間等內容作相應的設置。

以標簽Workspace為例，當選中該標簽時，Preferences對話框如下圖所示：

在這個對話窗口中有3個分項：

1．Show：可以設置是否顯示網格，頁邊界以及標題框。

2．Sheet size：設置電路圖頁面大小。

3．Zoom level：設置縮放比例。

其余的標簽選項在此不再詳述。

二、取用元器件

取用元器件的方法有兩種：從工具欄取用或從菜單取用。下面將以74LS00為例說明兩種方法。

1．從工具欄取用：Design工具欄?Multisim Master工具欄?TTL工具欄?74LS按鈕

從TTL工具欄中選擇74LS按鈕打開這類器件的Component Browser窗口，如下圖所示。其中包含的字段有Database name（元器件數據庫），Component Family（元器件類型列表），Component Name List（元器件名細表），Manufacture Names（生產廠家），Model Level-ID（模型層次）等內容。

2．從菜單取用：通過Place/ Place Component命令打開Component Browser窗口。該窗口與上圖一樣。

3．選中相應的元器件

在Component Family Name中選擇74LS系列，在Component Name List中選擇74LS00。單擊OK按鈕就可以選中74LS00，出現如下備選窗口。7400是四/二輸入與非門，在窗口種的Section A/B/C/D分別代表其中的一個與非門，用鼠標選中其中的一個放置在電路圖編輯窗口中，如左圖所示。器件在電路圖中顯示的圖形符號，用戶可以在上面的Component Browser中的Symbol選項框中預覽到。當器件放置到電路編輯窗口中后，用戶就可以進行移動、復制、粘貼等編輯工作了，在此不再詳述。

三、將元器件連接成電路

在將電路需要的元器件放置在電路編輯窗口后，用鼠標就可以方便地將器件連接起來。方法是：用鼠標單擊連線的起點并拖動鼠標至連線的終點。在Multisim中連線的起點和終點不能懸空。

第四節 虛擬儀器及其使用

對電路進行仿真運行，通過對運行結果的分析，判斷設計是否正確合理，是EDA軟件的一項主要功能。為此，Multisim為用戶提供了類型豐富的虛擬儀器，可以從Design工具欄?Instruments工具欄，或用菜單命令（Simulation/ instrument）選用這11種儀表，如下圖所示。在選用后，各種虛擬儀表都以面板的方式顯示在電路中。

下面將11種虛擬儀器的名稱及表示方法總結如下表：

菜單上的表示方法

對應按鈕

儀器名稱

電路中的儀器符號

Multimeter

萬用表

Function Generator

波形發生器

Wattermeter

瓦特表

Oscilloscape

示波器

Bode Plotter

波特圖圖示儀

Word Generator

字元發生器

Logic Analyzer

邏輯分析儀

Logic Converter

邏輯轉換儀

Distortion Analyzer

失真度分析儀

Spectrum Analyzer

頻譜儀

Network Analyzer

網絡分析儀

注1：該軟件中用 ? 代替 — 表示反變量，例如。

注2：該軟件沒有異或符號，處理方式是將異或運算寫成。

在電路中選用了相應的虛擬儀器后，將需要觀測的電路點與虛擬儀器面板上的觀測口相連（如下圖），可以用虛擬示波器同時觀測電路中兩點的波形。

雙擊虛擬儀器就會出現儀器面板，面板為用戶提供觀測窗口和參數設定按鈕。以上圖為例，雙擊圖中的示波器，就會出現示波器的面板。通過Simulation工具欄啟動電路仿真，示波器面板的窗口中就會出現被觀測點的波形，如下圖所示。

第五節 電路實例

這節將以3個電路實例說明Multisim在電路設計和分析中的使用方法。Multisim的基礎是正向仿真，為用戶提供了一個軟件平臺，允許用戶在進行硬件實現以前，對電路進行觀測和分析。

例1．構造同步16進制計數器，并用7段數碼管進行觀測（文件名：counter.msm）。通過運行仿真驗證電路功能。在這個電路的基礎上將計數器改為10進制，并通過仿真驗證修改結果是否正確（注：顯示0~9）。

首先選用T觸發器和帶譯碼的7段數碼管和與門一起構成4位16進制計數器如下圖。在電路中選用1Hz矩形波發生器，通過仿真觀測運行的情況。

使用異步置零法，在圖中加入反饋電路，當觸發器的狀態變為1010時通過Reset端對觸發器進行清零。電路設計結果如下圖。通過仿真可以觀測到電路已經成為10進制計數器（文件名：counterb.msm）。

例2．分析已經給出的階梯波發生器。電路如下圖（文件名：Stepwave.msm）。通過運行仿真觀測電路的功能，通過改變信號源的參數來改變階梯波的頻率，同時用示波器進行觀測。

從圖中可以看到，電路大致分為兩個部分，上部分為4個T觸發器和相應門電路構成的16進制計數器，下部分為D/A轉換器。電路的信號源為矩形波發生器，通過示波器觀測到的波形如下圖。

[編輯本段]Multisim10安裝

1.下載軟件可以到官方下載完全試用版

2.ftp://ftp.ni.com/evaluation/EWB/NI_Circuit_Design_Suite_10_0.exe 3.輸入安裝序列號，完成安裝。4.導入許可文件，完成軟件安裝 a。安裝Multisim。

b。進入開始—所有程序—National Instruments—NI License Manager。c。選項—安裝許可證文件，裝入許可文件，完成完全

第五篇：數控仿真軟件在中職數控教學中的應用

【摘 要】隨著我國科技的不斷進步，導致了我國工業化的程度逐漸加大，所以說，這就需要更為專業的數控人員，各類中職學校的形式也非常緊張。但是由于中職學校的老師整體素質還不是很高，學校對于學生實訓教學的設備還不是很完善，這就導致了在學生學習理論知識的同時并沒有得到相應的實踐，導致了無法適應現今社會對于工業型人才的要求，從而與社會脫節。為了解決這一問題，就要找出新的出路，從而使我國工業型人才能夠適應現今社會的形勢。本文針對在中職學校數控教學用尋在的不足進行分析，從而找出相應的對策。中國論文網

【關鍵詞】中職數控教學；數控仿真軟件；應用

隨著時代的進步，世界經濟形式的不斷變化，已經從傳統的工業手工化發展到現在的全自動化，隨著經濟形式的變化，世界各國對先進的制造技術都引起廣泛的關注，而在工業制造方面，數控技術有其著決定性作用，數控技術發展如何也決定著工業化發展的速度。中職學校的教學目的就是為了培養出一批專業的高素質工業制造仁人才，但是由于中職類學校的師資力量還遠遠沒達到現今社會的需求，學校沒有更多的專業設備讓學生來動手實踐，導致無法讓學生達到理論與實踐相結合，從而造成中職學校的學生不能滿足現階段工業化高度發展的需要，與社會脫節。數控仿真軟件是經過幾十年教育過程中摸索出來的一套能夠讓學生達到理論與實踐相結合的橋梁，能夠充分的讓學生掌握實踐技術，同時也能緩解學校在教學實訓中不能滿足學生要求的壓力。

１．中職數控教學中存在的問題

1.1師資力量上的問題

在現階段中職學校的教育體系中，有許多老師的專業技能不能滿足學生們的需要，有些老師是從其他專業轉行，更有一些老師自己在數控實訓中還沒有得到實踐，導致了在指導學生過程中會出現許多的問題，而學校也并沒有對這一情況太過重視，從而影響學生的發展。另一點就是學校由于資金的短缺，無法購置讓學生能夠進行實踐的專業設備，或者并沒有足夠的設備，所以說，學生在校期間只能學到理論知識而得不到實踐，嚴重的影響著學生的實際操作能力，不能適應現今工業崗位的需求。

1.2教學質量問題

現階段的中職數控教學過程中，很多學校還一直沿用傳統的教學模式，老師在上面講，學生在下面聽，無法從根本上激發學生學習的興趣，也不能鍛煉學生的創新能力與思維能力。老師對于學生提出的問題也是應付了事，不能系統的對學生進行理論指導，沒有理論的指導，導致學生在實踐中的盲目性。

1.3安全性問題

數控加工技術是一項需要人為操作的工業技術，由于學校老師的指導不力，再加上學生沒有經驗，就導致了在學生實訓期間由于疏忽造成的重大事故，不僅僅給學校的設備造成了嚴重的損害，同時也給學生的身體造成極大的傷害，并在學生心理留下陰影。

2.數控仿真軟件的利與弊

數控仿真軟件就是利用計算機的編程，制造出的一套能夠讓學生仿真實踐的軟件，它能夠將三維以及二維圖形能夠以動態的形式將其演示出來。它的優點就是：能夠充分的并且全面的模仿數控實訓教學的加工過程，能讓學生在電腦前進行實踐操作。它需要的配置較低，并不需要高端的微機才能操作；而且其兼容性非常強，安全系數高，不會像真實車床加工中容易導致危險，也不會像真正實訓過程中容易發生人為的事故，對學生造成損傷；還有一個優點就是不需要任何的原材料，投入的資金相當少，也不會浪費資源，同時也為老師與學生架起了溝通的橋梁。

數控仿真軟件不僅能夠滿足學校教學實訓的需要，同時也能調動學生動手操作的積極性，從而來培養學生的創造力與想象力，同時也解決了中職數控教學內容的枯燥性，讓學生養成宜城 iyd

自主學習的習慣，同時增強學生的自信心。老師也要全面了解學生的情況，有針對性的對學生進行軟件使用指導。

但是，這種數控仿真軟件也有其弊端，因為畢竟仿真軟件并不是真實的實踐過程，與真實的操作還有著很大的差別，只是對數控加工過程的虛擬演示，僅能夠讓學生體會實踐的方法以及對實際操作的熟悉。這樣，就造成了學生沒有真正進行實踐，在將來的工作過程中會有一些客觀問題存在，在數控仿真軟件的使用中，發生任何事故都可以重新開始，在此操作，而在真實的操作過程中，一次失誤就可能造成極其嚴重的事故，導致在真正工作中會產生緊張的心理，操作失誤，從而起到負面作用。所以，要想解決這一問題，就一定要讓學生在仿真軟件與真實操作中做好結合，鍛煉學生實訓操作的規范性。

3.中職數控實訓教學如何正確使用數控仿真軟件

數控仿真軟件能否在中職數控實訓教學中發揮其真正的作用，從而達到預期的效果，這與學校與老師的正確教導是分不開的。

在數控實訓教學中一定要合理的使用數控仿真軟件，在實訓課堂中，一定要突破以往傳統的教學理念，要以學生為中心，并且有針對性的對學生進行實訓指導，這樣才能夠提高學生的學習興趣，鍛煉學生的創新能力與想象能力，但是，老師一定要掌握好整個實訓過程的方向，嚴格控制學生來合理的使用仿真軟件。

在數控實訓教學過程中，老師與學生不要過分的依賴數控仿真軟件，主要讓學生學會數據的編程以及加工的流程，讓學生清楚的明白數控仿真軟件操作并不是真正的實際操作，不能滿足學生的實際操作要求，只是能夠讓學生在實訓資源匱乏的基礎上了解實際操作的過程與內容。

4.總結

數控仿真軟件作為一項新技術，而且能夠及時解決學生在校期間實訓難的問題，從教學的效率以及效果上來看，不僅僅解決了學校由于資金緊張而無法滿足學生實訓操作的問題，而且也改變了傳統枯燥乏味的教學方法，提高了學生的積極性，鍛煉了學生的思維能力。但是數控仿真軟件與真實的實際操作還有著很大的差距，所以說，如何能夠把握好這個度，就成為了現階段中職學校以及老師的首要任務。[科]

【參考文獻】

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