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Multisim 应用 电工电子实验教学中心 李卫兵

Multisim 应用 电工电子实验教学中心 李卫兵. 目录. 一、 Multisim 概 述 二、 Multisim 特 色 三、操 作 环 境 四、绘 制 电 路 五、创 建 元 器 件 六、虚 拟 仪 表 七、 Multisim 的分析功能. 一、 Multisim 概 述. 一、 Multisim 概 述. 完整的电路系统设计、仿真工具； 设计功能： Schematic & HDL 仿真功能： SPICE VHDL/Verilog RF Co-simulation

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Presentation Transcript

  1. Multisim应用电工电子实验教学中心 李卫兵

  2. 目录 一、Multisim 概 述 二、Multisim 特 色 三、操 作 环 境 四、绘 制 电 路 五、创 建 元 器 件 六、虚 拟 仪 表 七、Multisim 的分析功能

  3. 一、Multisim 概 述

  4. 一、Multisim 概 述 • 完整的电路系统设计、仿真工具； • 设计功能： Schematic & HDL • 仿真功能： SPICE VHDL/Verilog RF Co-simulation • 虚拟仪表及分析功能以及3D效果。

  5. 二、Multisim 特 色 • 所见即所得的设计环境； • 互动式的仿真界面； • 动态显示元件（如LED，七段显示器等）； • 具有3D效果的仿真电路； • 虚拟仪表(包括Agilent仿真仪表）； • 分析功能与图形显示窗口。

  6. 三、操 作 环 境

  7. 环 境 参 数 设 定 • Options/Preferences…

  8. 1、设计工具栏各项目的使用 （1） 设计工具箱窗口显示或隐藏按钮（Show or Hide Design Toolbox）。 （2） 电子表格查看窗口显示或隐藏按钮(Show or Hide Spreadsheet Bar)。 （3） 数据库按钮（Database Manager）,可打开数据库管理对话框（如图7.3.01所示），对元件进行编辑。

  9. 1、设计工具栏各项目的使用 （4） 元件创建按钮（Create Component），可打开元件编辑向导对话框（如图7.3.02所示），用于增加、创建新元件。 （5） 仿真按钮（Run/Stop Simulation (F5）)，用于控制仿真的开始和结束，其功能与仿真开关完全一样。

  10. 1、设计工具栏各项目的使用 （6） 图表和分析列表按钮（Grapher /Analysis List），按压左侧可显示分析图形和图表（如图7.3.03所示）；按压右侧则打开下拉的分析子菜单，该菜单与主菜单栏中仿真（Simulate）菜单中的分析（Analysis）菜单项的下拉子菜单完全一样。

  11. 1、设计工具栏各项目的使用 （7） 后分析按钮（Postprocessor），可打开后分析对话框,用以对仿真结果进行进一步的分析操作。

  12. 1、设计工具栏各项目的使用 （8） 电规则检查按钮（Electrical Rules Checking），可打开电规则检查对话框，对创建的电路进行检查。

  13. 1、设计工具栏各项目的使用 (9) 面包板按钮（Show Breadboard），按下该按钮，主电路窗口转换为可使用3D元件组成立体电路的面包板，同时自动打开设计工具箱窗口。

  14. 1、设计工具栏各项目的使用 （10） 由PCB设计程序返回的注释按钮（Backannotate from Ultiboard）。 （11） 针对PCB设计程序的注释按钮（Forward Annotate）。 （12） 使用元件列表。 （13） 链接教育网站按钮（Educational Website）。 （14） Multisim帮助按钮（Help（F1）），是主菜单栏中帮助栏中的一项。

  15. 元 件 工 具 栏 电源按钮 基本元件按钮 二极管按钮 晶体管按钮 模拟元件按钮 元器件按钮（74系列） 元器件按钮（COMS系列） 其他数字元器件按钮 模数混合元器件按钮 指示器件按钮 杂项库元器件按钮 射频元器件按钮 电机元器件按钮 设置元器件按钮 放置总线按钮 教育资源按钮 网站按钮

  16. 2、元器件工具栏 (1)信号源库 （Place Source） 单击放置电源按钮（Place Source），即可打开信号源库。包括：电源、电压信号源、电流信号源、函数控制信号源、控制电压源、控制电流源等6个系列。

  17. 2、元器件工具栏 (2)基本元件库 （Place Basic） 包括：基本虚拟元件、定额虚拟元件、3D虚拟元件、电阻器、表面安装电阻、电阻排、电位器、电容器、电解电容器、表面安装电容器、表面安装电解电容器、可变电容器、电感器、表面安装电感器、可变电感器、开关、变压器、非线性变压器、复数（或Z）负载、继电器、连接器、插槽、其他功能器件等23个系列。

  18. 2、元器件工具栏 (3)二极管库 （Place Diode） 包括：虚拟二极管、二极管、稳压二极管、发光二极管、二极管整流桥、肖特基二极管、晶闸管、双向晶闸管、三端双向晶闸管、变容二极管、PIN二极管等11个系列。

  19. 2、元器件工具栏 (4)晶体管库 （Place Transistor） 包括：虚拟晶体管、NPN晶体管、PNP晶体管、NPN达林顿管、NPN达林顿管阵列、阻尼NPN晶体管、阻尼PNP晶体管、晶体管阵列、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）、N沟道结型场效应管、N沟道耗尽型MOS场效应管、P沟道耗尽型MOS场效应管、N沟道结型场效应管、P沟道结型场效应管、N沟道MOS功率管、P沟道MOS功率管、CMOS功率管对、UJT管、有温度模型的NMOS场效应管等20个系列。

  20. 2、元器件工具栏 (5)模拟器件库 （Place Analog） 包括：虚拟运放电路、运算放大器、诺顿运算放大器、比较器、宽带放大器、特殊功能器件等6个系列。

  21. 2、元器件工具栏 (6) TTL器件库 （Place TTL） 包括：74STD、74S、74LS、74F、74ALS、74AS等6个系列。

  22. 2、元器件工具栏 (7) CMOS器件库 （Place CMOS） 包括：CMOS-4V、74HC-2V、CMOS-5V、74HC-4V、CMOS-14V、74HC-5V、Tinylogic-2V、Tinylogic-3V、Tinylogic-4V、Tinylogic-4V、Tinylogic-5V等11个系列。

  23. 2、元器件工具栏 (8) MultiMCU器件库 （Place MultiMCU） 包括：804X、PIC、RAM、ROM等4个系列。

  24. 2、元器件工具栏 (9)高级外围器件库 （Place Advanced Periherals） 包括：微型键盘、液晶显示屏、终端、杂项等4个系列。

  25. 2、元器件工具栏 (10)其他数字器件 （Place Misc Digital） 包括：TIL、DSP、FPGA、PLD、CPLD、MCU、微处理器、VHDL、存储器、线性驱动器、线性接收器、线性无线收发器等12个系列。

  26. 2、元器件工具栏 (11) 数模混合器件库 （Place Mixed） 包括：虚拟数模混合器件、555定时器、A/D、D/A 转换器、模拟开关、单稳态触发器等5个系列。

  27. 2、元器件工具栏 (12)指示器件库 （Place Indicator） 包括：电压表、电流表、探针、蜂鸣器、灯泡、虚拟灯泡、数码显示管、光柱显示器等8个系列。

  28. 2、元器件工具栏 (13)杂项器件库 （Place Miscellaneous） 包括：虚拟杂项器件、传感器、光耦合器、石英晶体、电子管、保险丝、3端稳压模块、稳压模块、双向稳压二极管、升压变压器、降压变压器、升降压变压器、有损传输线、无损传输线1、无损传输线2、滤波器、MOSFET驱动器、推挽功率放大器、杂项功率器件、脉宽调制（PWM）控制器、网络器件、其它杂项等22个系列。

  29. 2、元器件工具栏 (14)射频器件库 （Place RF） 包括：射频电容器、射频电感器、射频NPN型晶体管、射频PNP晶体管、射频N沟道耗尽型MOS场效应管、隧道二极管、带状线、铁氧体磁珠等8个系列。

  30. 2、元器件工具栏 (15)电机器件库 （Place Electromechanical） 包括：检测开关、瞬时开关、辅助开关、同步触点、线圈和继电器、线性变压器、保护装置、输出装置等8个系列。

  31. 2、元器件工具栏 (16)梯形图样器件 （Place Ladder Diagram） 这类器件因电路图近似梯子型而得名。包括：横挡、输入输出基准电源组、继电器、接触器、计数器、计时器、输出线圈等7个系列。

  32. 四、绘 制 电 路 1、定制用户界面 （1）总体参数设置 OptionsGlobal Preferences Sheet Properties

  33. 四、绘 制 电 路 Parts页：对元器件库中元器件的符号标准和元器件向工作窗口中放置方式的设置。有4个区，分别是： • （1）Place component mode：选择放置元件的方式。Place singe component是指选取一次元件，只能放置一次，不管该元件是单个封装还是复合封装（指一个IC内有多个相同的单元元件）。Continuous place multi for Multi-section part only（Esc to quit）是指对于复合封装在一起的元件，可以连续放置，直至全部放完，按Esc键或点击鼠标右键可以结束放置。Continuous placement（Esc to quit）是指选取一次元件，可连续放置多个元件。不管该元件是单个封装还是复合封装，直至按Esc键或点击鼠标右键结束放置。 • （2）Symbol standard：选取采用的元器件符号标准。其中ANSI选项为采用美国标准，而DIN选项为采用欧洲标准。由于我国的电气符号标准与欧洲标准相近，所以，通常选择DIN标准较好。符号标准的选用，仅对现行及以后编辑的电路有效，不会改变以前编辑的电路。 • （3）Positive Phase Shift Direction：变换交流信号源的真实相位。有正弦和余弦两种选择，默认为正弦。 • （4）Digital Simulation Settings：数字模拟设置。有理想和真实两种选择，默认为理想。

  34. 四、绘 制 电 路 1、定制用户界面 （2）电路图属性设置 OptionsSheet Properties 打开Sheet Preference对话框，有Circuit、Workspace、Wiring、Font、PCB、Visibility六个分页菜单，默认为Circuit页，

  35. 四、绘 制 电 路 （2）电路图属性设置 Circuit页，又分Show和Color两个区： Show区：设置元件及连线上所要显示的文字项目等，又分Component、Net Names和Bus Entry 3个小区。 Component区中共有7个选项： • Labels显示元件的标识； • Ref Des显示元件的序号； • Values显示元件的参数值； • Attribute显示元件属性； • Variant dat显示不同的特性； • Pin names显示引脚名称； • Pin numbers显示引脚编号。 • Net Names显示或隐藏节点名称； • Bus Entry显示总线说明。

  36. 四、绘 制 电 路 （2）电路图属性设置 Color区：设置编辑窗口内的元器件、引线及背景的颜色。可在左上方的栏内选择几种预定的配色方案之一，包括： • Custom（由用户设定的配色方案）、 • Black Background （黑底配色方案）、 • White Background （白底配色方案）、 • White & Black (白底黑白配色方案） • Black &White （黑底黑白配色方案） 后4种方案为程序预定，选中即可。

  37. 四、绘 制 电 路 Workspace页：对电路窗口显示的图纸的设置。 • Show区：设置窗口图纸格式。 • Sheet size区：设置窗口图纸的规格及摆向。

  38. 四、绘 制 电 路 Wiring页：设置电路中导线的宽度及连接方式， • Drawing Option区：设置导线的宽度， • Bus Wiring Mode区：设置总线方式。

  39. 四、绘 制 电 路 Font页：设置元件的标识和参数、元器件属性、节点或引脚的名称、原理图文本等文字 Visibility页：可视性的设置，包括Fixed Layers和Custom Layers两项，

  40. 四、绘 制 电 路 Font页：设置元件的标识和参数、元器件属性、节点或引脚的名称、原理图文本等文字

  41. 四、绘 制 电 路 2、元件的操作 Multisim9中的元器件种类繁多，有现实元件（采用实际元件模型），也有虚拟元件（采用理想元件模型），虚拟元件又有3D元件、定值元件和任意值元件之分。

  42. 四、绘 制 电 路 2、元件的操作 （1）元器件的选用和调入 对于同一封装内包含多个相同基本单元的集成电路，按器件库的OK键后，会出现如图所示的选择框，通常按顺序选用，当单击A后，选择框会变成如图所示。如果需要继续放置，可点击B、C等键，否则，按Cancel键停止。也可以用键盘上的Esc键停止放置。

  43. 四、绘 制 电 路 2、元件的操作 （2）元器件的操作 • 元器件的移动 • 选中元器件 • 元器件的剪切、粘贴、复制和删除 • 元器件的旋转与翻转

  44. 四、绘 制 电 路 3、电路的连接 （1）元器件的连接 • 用鼠标左键按住欲连接的元件，拖动并靠近被连接的元件引脚或被连接的电线。 • 当两元件引脚相接处或者引脚与电线相接处出现一个小红圆点时，释放左键，小红点消失。 • 按下左键，将元件拖离至适当位置，连接线自动出现

  45. 四、绘 制 电 路 3、电路的连接 （2）连线的删除与改动 （3）连接点的作用 将3个元件连接在一起时，连接处会自动出现一个小红圆点，表示两条线是相连的。 4个元件两两相接，但两条线相互交叉但并不连接，是绝缘的。 执行Place命令，打开下拉菜单，单击Junction命令， 一条电线的任何位置，都可以放置一个连接点，并引出支线。

  46. 四、绘 制 电 路 3、电路的连接 （4）改变导线的颜色 Wire Color命令，打开Color对话框 4、放置总线 在数字电路中常常有很多平行排列、功能相近的连接线。如果使用的集成电路数不止一个，或者规模较大，这些连接线的数量就会大大增加，使人感觉眼花缭乱，而难以分辨。使用总线，可以大大缩短和减少连接线，从而使电路图变得简洁明快。

  47. 四、绘 制 电 路 4、放置总线 • 总线的放置 ：Place Bus按钮（Edit/Place Bus）拖动右单击。 • 元器件与总线连接 ：Bus Entry Connection • 合并总线 ：Bus PropertiesMerge

  48. 四、绘 制 电 路 5、子电路和层次设计 在电路图的创建过程中，经常会碰到这样两种情形：一是电路规模很大，全部在屏幕上显示不方便，但可先将电路的某一部分用一个框图加上适当的引脚来表示；二是电路的某一部分在一个电路或多个电路中多次使用。若将其圈成一个子电路，以一个元件图标的形式显示在主电路中，就像一个元件一样，十分方便。

  49. 四、绘 制 电 路 5、子电路和层次设计 （1）创建子电路 创建子电路的步骤是： • 先创建原始电路，或直接打开原有电路。 • 为了便于子电路的连接，需要对子电路添加输入/输出（I/O）端口，方法是：执行菜单命令Place/Connectors/HB/SC Connector，提取端口图标并与电路连接；调节右侧端口的方向，并适当调整其位置。 • 用鼠标左键拖出一方框将原始电路圈起，右键单击Paste as Subcircuit命令打开Subcircuit Name对话框，输入子电路名称，按OK键确认 • 子电路出现即在工作区 （2）修改子电路：在子电路编辑界面直接修改即可

  50. 元 件 元 素 • Multisim 9的元件均具有下列元素: Symbol– 元件符号（ for Schematic） Model – 元件模型（ for Simulation） Footprint – 元件外型（ for Layout） Electronic Parameter– 电子元件参数 User Defined Info. – 使用者自定资讯 Pin model—管脚模型 General—元件描述

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