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数字电路的软件仿真Multisim_10的应用.ppt

数字电路的软件仿真Multisim_10的应用

celticsding
2013-08-06 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《数字电路的软件仿真Multisim_10的应用ppt》,可适用于高等教育领域

第十章数字电路的软件仿真   Multisim的应用第十章数字电路的软件仿真   Multisim的应用概述基本操作方法本章小结实验电路生成方法数字电路仿真仿真模式设置模拟电路仿真    学习目标了解EDA软件的功能了解构建仿真电路的基本过程了解虚拟设备与仿真Multisim具有以下主要特点:.集成化、一体化的人性设计环境.界面友好、操作简单.真实的仿真平台.分析方法多而强可以跨平台作业功能与特点概述运行环境要求如果计算机系统配置较低则Multisim启动较慢但运行以后就正常了但如果内存偏小图形仿真时要经常清理GrapherView中Pages(缓存)否则计算机很容易Down机的。汉化方法Multisim目前没有官方的汉化版本有一些不是很专业的汉化软件由于汉化软件并非专业翻译的内容不是很准确因此汉化后软件菜单与实际内容会有一定的差异建议用原版软件同时安装一个可以在线翻译的程序借助于在线翻译软件可以大致了解专业词汇还可以熟悉一下专业英语。基本操作方法工作界面构成软件菜单工作界面软件菜单主菜单:包含软件所有操作和功能菜单项目及功能主元器件菜单:(Components)元器件放置菜单主元器件每一项菜单都是个类别其中有许多同类型器件可供选择。仪器仪表菜单:(Instruments) 虚拟仪器汇总仪器仪表菜单介绍主菜单各栏目⑴ 文件管理文件管理主要是对软件新建、调用等软件基本工作项目的管理。与大多软件一样程序内部有许多仿真样例可供参考建议首次使用者首先调用样例进行参考模拟。这样将会事半功倍。打开示范文件⑵ 文件编辑电路(元件)属性查看修改鼠标右键菜单⑶电路查看查看图形仿真结果:GrapherView⑷元器件(PLACE)放置菜单元器件放置有几种方法:1.从器件放置菜单中选择对应项后再选  定器件型号2.从软件快捷项(工具栏中共有项与  元器件有关项)中直接选取。从Place菜单项放置器件、节点、连接线…从Components等快捷菜单选取、放置器件各类元器件汇总MCU绘图工具虚拟器件电源器件晶体管信号源测量元件混合器件基本器件特定器件二极管⑸ MCU编辑菜单⑹电路仿真运行菜单电路仿真菜单设置⑺ 电路转换转换到Ultiboard转换到Ultiboard输出至PCB注释到Ultiboard注释到Ultiboard及以前版本从Ultiboard写回注释高亮Ultiboard选项输出电路网络表⑻ 工具箱⑼ 电路参数列表⑽ 参数设置选项⑾ 窗口设置菜单⑿ 帮助菜单实验电路生成方法选择元器件:(SelectaComponent)元器件搜索菜单设置电源、信号源、接地端Miltisim有多种电源、信号源、受控信号源接地有模拟地、数字地如果一个仿真电路中没有一个参考的接地端(节点)电路将无法进入模拟、仿真运行状态。连接在接地端的网络(NetName)缺省值都是(节点)。元器件之间连接Multisim元器件引脚连接线是自动产生的当鼠标箭头在器件引脚(或某一节点)的上方附近时会自动出现一个小十字节点标记按动鼠标左键连接线就产生了将引线拖至另外一个引脚处出现同样一个小十字节点标记时再次按动鼠标左键就可以连接上了。如果要得到折线就必须在连接线直角处拖动引线产生折线如下图所示圆圈处为拖动点。在空白处快速点击鼠标左键两次就是节点用快捷键CtrlJ然后点击鼠标左键一次也可放置一节点用CtrlT可以在空白处添加文字用CtrlT可以打开元器件放置菜单用CtrlR可旋转器件用AltX可依水平翻转器件用AltY可以垂直翻转器件…快捷键的使用修改器件属性和参数器件参数显示数值调整过程元器件参数数值显示位置的修改是为了图面个性化显示的需要也为了图面清晰整洁。提取器件逻辑符号获取器件方法简要说明电路规则检查如果程序运行出现故障可以在Tools菜单项中运行ElectricalRulesCheck得到错误标记和提示。选择测试仪器仪表要取得电路仿真结果就需要选择合适的测试仪器仪表以获取仿真的结果从仪器仪表中得到的仿真的结果基本与实际测试结果一致。如:TEK示波器、安捷伦仪器都是仿照实际设备设计的如果想熟练掌握、运用这些仪器设备最好找一本相关设备的说明书在运用中才能得心应手。数字电路仿真数字电路仿真的基本要求()要熟悉器件使用Multisim对数字逻辑电路进行分析与设计必须要掌握几点:对已知器件可以直接调用再按照原理图搭建电路后再进行分析和设计对不熟悉的器件应该从帮助菜单或器件属性修改界面的“Info”选项进入查找器件的功能和使用方法参照图或查找其它相关资料。()选择、设置合适的信号源用信号源、振荡电路均可产生连续的数字信号也可用开关、或对信号源、振荡电路设置产生控制脉冲信号。频率、占空比等动态参数设置对于仿真结果起很大的作用。正负脉冲信号源设置界面三种综合信号发生器()获取仿真结果形式:直流工作点电路参数值图形有数码和波形两种谐波分析数据以文字方式为主数据、图形数字脉冲专用测试仪-频率计包含脉冲的许多参数指标。TEK四通道示波器。与实际示波器使用方法相似可以参阅TEK同类型任意一款数字示波器的使用说明书就可以大致了解TEK示波器使用方法了。Agilent示波器。使用方法与TEK示波器大同小异唯一的区别是:Agilent示波器是MSO-数模混用示波器。有个逻辑通道个模拟通道。TEK示波器Agilent示波器组合逻辑电路的仿真()逻辑函数的化简前面章节我们学过逻辑函数的化简公式法和卡诺图法。公式法可以对任意变量函数化简但是化简难度较大卡诺图则对变量以下逻辑函数的化简比较方便但是变量以上的逻辑函数的化简则难度加大了。在Multiism中逻辑函数的的化简就显得非常的轻松因为它有一个很实用的逻辑转换仪。逻辑转换仪可以实现逻辑函数的化简以及函数几种表达式之间相互的转换。下面介绍逻辑转换仪的使用:逻辑转换仪图逻辑转换仪界面输入变量逻辑函数化简过程-公式法逻辑变量输入端AC’D’化简在此“‘”表示逻辑非逻辑函数化简过程-逻辑图→函数式①分别将逻辑图中输入输出接在逻辑转换仪上集成组合逻辑器件也可以用逻辑转换仪得到函数表达式()真值表→函数表达式()组合逻辑电路的分析与设计已知函数表达式逻辑转换仪可以直接给出逻辑图组合逻辑电路逻辑测试-“总线”应用BUSLS输入波形BUSLS输出波形BUSLS输出波形在组合逻辑测试电路中为了简化逻辑图在图中设立了BUS、BUS两个总线将相关的测试点接入总线这样逻辑图中就减少了逻辑连线。总线上可以挂接任意连接点。仿真电路中每一根导线都有一个网络(NetName)标号只要网络的标号相同导线就连接在一起。时序逻辑电路的仿真对时序电路的仿真首先必须熟悉器件的功能及其特点功能表的使用方法见图说明。下面以实例说明:【例】用两种方式分别设计一个可以用BCD显示器直接显示的进制计数器。以××和××为例实现××-二五十进制计数器××-四位二进制计数器。如果不熟悉器件可以在器件属性信息栏(Info)上搜寻器件的功能表及简要说明如果说英文说明可能理解有一点困难但是功能表应不难理解。功能说明功能表图中虚线框表示的是当计数到()D或()B时产生置“”(异步复位)信号的地方。脉冲输入~就是进制用LS构成进制计数器LS是位二进制计数器计数范围为~我们设计目标是BCD码显示的进制计数器个位显示~十位显示~。【例】分析图时序逻辑电路逻辑功能个CP分析过程:先画出逻辑图然后仿真再读取数据。十进制计数器图状态变量输出波形仿真模式设置仿真启动与停止启暂停动停止启停暂停MCU运行、编辑操作快捷键:F-运行停止带MCU控制功能仿真开关Multisim运行停止可以用菜单也可以用快捷键。普通开关仿真模式与仿真参数设置所有仿真模式:直流工作点分析界面设置完成后按仿真(Simulate)电路的静态工作点DC分析对于模拟电路分析十分重要不仅电路运行需要设置而且可以通过DC分析求出电路的静态参数数据。静态参数指:输入为零电容开路、电感短路。直流工作点设置、分析过程交流分析分析电路在小信号作用下的频率响应。瞬态分析分析电路在时域范围内某一期间的响应。傅立叶分析分析节点上信号的各次谐波含量(能量分布)。噪声分析分析电路中的器件或电路本身的噪声大小。交流分析运行、设置界面噪声系数分析通过一个噪声系数来描述电路中的器件或电路本身的噪声大小。失真分析分析某个节点输出信号线性、非线性失真。直流扫描分析分析电路的静态工作点参数随电源变化的情况。分析电路中节点电压、电流对电路中元器件参数的敏感程度。灵敏度分析参数扫描分析扫描电路中元器件参数变化时对电路的影响。分析当环境温度变化时对电路的影响。温度扫描分析分析电路的等效传输函数在小信号时的零极点。零极点分析分析电路中两个节点之间的传递函数或阻抗。传递函数分析统计分析方法:分析电路最坏可能性是电路可靠性分析的助手。最坏情况分析统计分析方法:分析参数在选定的误差范围内变化时对电路产生的影响。蒙特卡罗分析仿真电路生成PCB印制板时布线宽度是否合理。布线宽度分析将上述的分析方法组合在一起。批处理分析用户自定义分析用户扩展仿真分析功能。模拟电路仿真【例】文氏振荡电路的仿真文氏振荡电路一般参数选好、电路连接正确了以后都可以起振如果不能振荡调节反馈电阻Key=A。【例】功率放大电路的分析、设计信号源输入信号示波器检测功率输出结果参数扫描分析为辅助调节工具对几个关键的参数依次调节最终得到比较满意的输出波形。但是得到的参数还必须做一个标准化处理。比如实际电阻值是有规格的。本章小结本章介绍了Multisim电路虚拟仿真软件的框架以及基本使用方法通过这种软件的学习和使用我们不仅可以在本书《数字电子技术应用基础》学习的过程中得到很好的帮助和较大的收获同时也是对我们今后的学习和工作提供了一个良好的辅助平台。Multisim中特有的帮助菜单(Info)特别对于数字电路的学习有很大的帮助因为数字器件虽然品种类繁多但是功能是有规则可循的。对于熟悉和不熟悉的器件帮助菜单都可以为我们提供基本功能表和使用方法无论是组合逻辑器件还是时序逻辑器件、TTL还是CMOS菜单中的功能表都可以为我们提供相关的有用信息。

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