Multisim简介及使用

目录1Multisim12简介及使用1.1Multisim简介1.1.1Multisim概述NIMultisim是一款着名的电子 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 自动化软件，与NIUltiboard同属美国国家仪器公司的电路设计软件套件。是入选伯克利加大SPICE项目中为数不多的几款软件之一。Multisim在学术界以及产业界被广泛地应用于电路教学、电路图设计以及SPICE模拟。Multisim是以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。我们可以使用Multisim交互式地搭建电路原理图，并对电路进行仿真。Multisim提炼了SPICE仿真的复杂内容，这样我们无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计，这也使其更适合电子学教育。通过Multisim和虚拟仪器技术，PCB设计工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。1.1.2Multisim发展历程Multisim?电路仿真软件最早是加拿大图像交互技术公司（InteractiveImageTechnologies，IIT）于20世纪80年代末推出的一款专门用于电子线路仿真的虚拟电子工作平台（ElectronicsWorkbench，EWB）。用来对数字电路、模拟电路以及模拟/数字混合电路进行仿真。20世纪90年代初，EWB软件进入我国。1996年IIT公司推出EWB版本，由于其操作界面直观、操作方便、分析功能强大、易学易用等突出优点，在我国高等院校得到迅速推广，也受到电子行业技术人员的青睐。从EWB版本以后，IIT公司对EWB进行了较大的变动，将专门用于电子电路仿真的模块改名为Multisim，将原IIT公司的PCB制板软件ElectronicsWorkbenchLayout更名为Ultiboard，为了增强器布线能力，开发了Ultiroute布线引擎。另外，还推出了用于通信系统的仿真软件Commsim。至此，Multisim、Ultiboard、Ultiroute和Commsim构成现在EWB的基本组成部分，能完成从系统仿真、电路仿真到电路板图生成的全过程。其中，最具特色的仍然是电路仿真软件Multisim。2001年，IIT公司推出了Multisim2001，重新验证了元件库中所有元件的信息和模型，提高了数字电路仿真速度，开设了网站，用户可以从该网站得到最新的元件模型和技术支持。2003年，IIT公司又对Multisim2001进行了较大的改进，并升级为Multisim7，其核心是基于带XSPICE扩展的伯克利SPICE的强大的工业 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 SPICE引擎来加强数字仿真的，提供了19种虚拟仪器，尤其是增加了3D元件以及安捷伦的万用 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 、示波器、函数信号发生器等仿实物的虚拟仪表，将电路仿真分析增加到19种，元件增加到13000个。提供了专门用于射频电路仿真的元件模型库和仪表，以此搭建射频电路并进行实验，提高了射频电路仿真的准确性。此时，电路仿真软件Multisim7已经非常成熟和稳定，是加拿大IIT公司在开拓电路仿真领域的一个里程碑。随后IIT公司又推出Multisim8，增加了虚拟Tektronix示波器，仿真速度有了进一步提高，仿真界面、虚拟仪表和分析功能则变化不大。2005年以后，加拿大IIT公司隶属于美国NI公司，并于2005年12月推出Multisim9。Multisim9在仿真界面、元件调用方式、搭建电路、虚拟仿真、电路分析等方面沿袭了EWB的优良特色，但软件的内容和功能有了很大不同，将NI公司的最具特色的LabVIEW仪表融入Multisim9，可以将实际I/O设备接入Multisim9，克服了原Multisim软件不能采集实际数据的缺陷。Multisim9还可以与LabVIEW软件交换数据，调用LabVIEW虚拟仪表。增加了51系列和PIC系列的单片机仿真功能，还增加了交通灯、传送带、显示终端等高级外设元件。NI公司于2007年8月26日发行NI系列电子电路设计套件（NICircuitDesignSuite10），该套件含有电路仿真软件NIMultisim10和PCB板制作软件NIUltiboard10两个软件。增加了交互部件的鼠标单击控制、虚拟电子实验室虚拟仪表套件（NIELVISII）、电流探针、单片机的C语言编程以及6个NIELVIS仪表。2010年初，NI公司正式推出NIMultisim11，能够实现电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入、电子线路和单片机仿真、虚拟仪器测试、多种性能分析、PCB布局布线和基本机械CAD设计等功能。2012年又推出了Multisim12。Multisim12电路仿真环境通过使用直观的图形化方法，简化了复杂的传统电路仿真并且提供了用于电路设计和电子教学的量身定制版本。2013年12月NI近日发布了Multisim，提供了针对模拟电子、数字电子及电力电子的全面电路分析工具。本章主要介绍以Multisim12为基础来介绍multisim软件的相关功能和使用。1.1.3Multisim12的特点Multisim仿真软件自20世纪80年代产生以来，经过数个版本的升级，除保持操作界面直观、操作方便、易学易用等优良传统外，电路仿真功能也得到不断完善。目前，其版本NIMultisim12主要有以下特点。（1）直观的图形界面NIMultisim12保持了原EWB图形界面直观的特点，其电路仿真工作区就像一个电子实验工作台，元件和测试仪表均可直接拖放到屏幕上，可通过单击鼠标用导线将它们连接起来，虚拟仪器操作面板与实物相似，甚至完全相同。可方便选择仪表测试电路波形或特性，可以对电路进行20多种电路分析，以帮助设计人员分析电路的性能。（2）丰富的元件自带元件库中的元件数量更多，基本可以满足工科院校电子技术课程的 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 。NIMultisim12的元件库不但含有大量的虚拟分离元件、集成电路，还含有大量的实物元件模型，包括一些着名制造商，如AnalogDevice、LinearTechnologies、Microchip、NationalSemiconductor以及TexasInstruments等。用户可以编辑这些元件参数，并利用模型生成器及代码模式创建自己的元件。（3）众多的虚拟仪表从最早的EWB含有7个虚拟仪表到NIMultisim12提供22种虚拟仪器，这些仪器的设置和使用与真实仪表一样，能动态交互显示。用户还可以创建LabVIEW的自定义仪器，既能在LabVIEW图形环境中灵活升级，又可调入NIMultisim12方便使用。（4）完备的仿真分析以SPICE3F5和XSPICE的内核作为仿真的引擎，能够进行SPICE仿真、RF仿真、MCU仿真和VHDL仿真。通过NIMultisim12自带的增强设计功能优化数字和混合模式的仿真性能，利用集成LabVIEW和Signalexpress可快速进行原型开发和测试设计，具有符合行业标准的交互式测量和分析功能。（5）独特的虚实结合在NIMultisim12电路仿真的基础上，NI公司推出教学实验室虚拟仪表套件（ELVIS），用户可以在NIELVIS平台上搭建实际电路，利用NIELVIS仪表完成实际电路的波形测试和性能指标分析。用户可以在NIMultisim12电路仿真环境中模拟NIELVIS的各种操作，为实际NIELVIS平台上搭建、测试实际电路打下良好的基础。NIELVIS仪表允许用户自定制并进行灵活的测量，还可以在NIMultisim12虚拟仿真环境中调用，以此完成虚拟仿真数据和实际测试数据的比较。（6）远程的教育用户可以使用NIELVIS和LabVIEW来创建远程教育平台。利用LabVIEW中的远程面板，将本地的VI在网络上发布，通过网络传输到其他地方，从而给异地的用户进行教学或演示相关实验。（7）强大的MCU模块可以完成8051、PIC单片机及其外部设备（如RAM、ROM、键盘和LCD等）的仿真，支持C代码、汇编代码以及十六进制代码，并兼容第三方工具源代码；具有设置断点、单步运行、查看和编辑内部RAM、特殊功能寄存器等高级调试功能。（8）简化了FPGA应用在NIMultisim12电路仿真环境中搭建数字电路，通过测试功能正确后，执行菜单命令将之生成原始VHDL语言，有助于初学VHDL语言的用户对照学习VHDL语句。用户可以将这个VHDL文件应用到现场可编程门阵列（FPGA）硬件中，从而简化了FPGA的开发过程。1.2Multisim12的基本界面软件以图形界面为主，采用菜单、工具栏和热键相结合的方式，具有一般Windows应用软件的界面风格，用户可以根据自己的习惯和熟悉程度自如使用。1.2.1Multisim12的主窗口界面启动Multisim12后，将出现如错误!未找到引用源。所示的界面。图1-1Multisim12的主窗口界面由错误!未找到引用源。可以看出，Multisim12的主窗口界面包含有多个区域：标 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 栏，菜单栏，各种工具栏，电路工作区窗口，状态条，列表框等。通过对各部分的操作可以实现电路图的输入、编辑，并根据需要对电路进行相应的观测和分析。用户可以通过菜单或工具栏改变主窗口的视图内容。1.2.2Multisim12的标题栏标题栏如错误!未找到引用源。所示的最上面一行。标题栏左侧是文件名。右侧有最小化、最大化和关闭三个控制按钮，通过它们实现对窗口的操作。当右击标题栏时，可出现一控制菜单如错误!未找到引用源。中，用户可以选择相应的命令完成还原、移动、大小、最小化、最大化和关闭的操作。图1-2Multisim12的标题栏1.2.3Multisim12的菜单栏菜单栏位于主窗口界面上方的第二行，如错误!未找到引用源。所示，一共给出了12个主菜单。通过这些菜单可以对Multisim的所有功能进行操作。图1-3Multisim12的菜单栏菜单中一些功能与大多数Windows平台上的应用软件一致，如文件、编辑、视图、选项、工具、帮助等菜单。此外，还有一些EDA软件专用的选项，如绘制（放置），MCU，仿真等。1、文件（File）菜单File菜单中包含了对文件和项目的基本操作以及打印等命令。2、编辑（Edit）菜单编辑菜单类似于图形编辑软件的基本编辑功能。在电路绘制过程中，编辑菜单提供对电路和元件进行剪切、粘贴、翻转、对齐等操作。3、视图（View）菜单视图菜单选择使用软件时操作界面上所显示的内容，对一些工具栏和窗口进行控制。4、绘制（Place）菜单绘制菜单提供在电路工作窗口中放置元件、连接点、总线和文字等命令，从而输入电路。5、MCU（微控制器）菜单MCU菜单提供在电路工作窗口内MCU的调试操作命令。6、仿真（Simulate）菜单仿真菜单提供了电路的仿真设置与分析操作命令。7、转移（Transfer）菜单转移菜单提供了将Multisim格式转换成其他EDA软件需要的文件格式操作命令。8、工具（Tools）菜单工具菜单主要提供对元器件进行编辑与管理的命令。9、报告（Reports）菜单报告菜单提供材料清单、元器件和网表等报告命令。10、选项（Option）菜单选项菜单提供对电路界面和某些功能的设置命令。11、窗口（Windows）菜单窗口菜单提供对窗口的关闭、层叠、平铺等操作命令。12、帮助（Help）菜单帮助菜单提供了对Multisim的在线帮助和使用指导说明等操作命令。对于菜单栏中这12个菜单项，当单击其中任意一个菜单时，就会弹出对应菜单下所提供的子菜单命令窗口，大家根据需要选择相应的操作命令。具体的大家可以通过练习来熟悉这些子菜单命令。1.2.4Multisim12的工具栏Multisim12提供了多种工具栏，并以层次化的模式加以管理，用户可以通过视图（View）菜单中的选项方便地将顶层的工具栏打开或关闭，再通过顶层工具栏中的按钮来管理和控制下层的工具栏。通过工具栏，用户可以方便直接地使用软件的各项功能。常用的工具栏有：标准（Standard）工具栏、主（Main）工具栏、视图查看（Zoom）工具栏，仿真（Simulation）工具栏。1、标准工具栏包含了常见的文件操作和编辑操作，如下错误!未找到引用源。所示：图1-4标准工具栏2、主工具栏控制文件、数据、元件等的显示操作，如下错误!未找到引用源。所示：图1-5主工具栏3、仿真工具栏可以控制电路仿真的开始、结束和暂停，如下错误!未找到引用源。所示：图1-6仿真工具栏4、视图查看工具栏，用户可以通过此栏方便地调整所编辑电路的视图大小，如下错误!未找到引用源。所示：图1-7视图工具栏1.2.5Multisim12的元件库EDA软件所能提供的元器件的多少以及元器件模型的准确性都直接决定了该EDA软件的质量和易用性。Multisim12为用户提供了丰富的元器件，并以开放的形式管理元器件，使得用户能够自己添加所需要的元器件。Multisim12以库的形式管理元器件，通过菜单栏下的工具/数据库/数据库管理器，打开数据库管理器窗口，如错误!未找到引用源。所示。由错误!未找到引用源。中看出，Multisim12的元件包含三个数据库，分别为主数据库、企业数据库和用户数据库。图1-8数据库管理器窗口主数据库：库中存放的是软件为用户提供的元器件。企业数据库：用于存放便于企业团队设计的一些特定元件，该库仅在专业版中存在。用户数据库：是为用户自建元器件准备的数据库。主数据库中包含20个元件库，它们是：信号源库、基本元件库、二极管元件库、晶体管元件库、模拟元件库、TTL元件库、CMOS元件库、MCU模块元件库、高级外围元件库、杂合类数字元件库、混合元件库、显示器件库、功率器件库、杂合类器件库、射频元件库、机电类元件库、梯形图设计元件库、PLD逻辑器件库、连接器元件库、NI元件库。各元件库下还包含子库。具体选用时可打开菜单栏中的工具栏/元器件工具栏进行选择。如错误!未找到引用源。所示。图1-9元器件工具栏1.2.6Multisim12的虚拟仪器库对电路进行仿真运行，通过对运行结果的分析，判断设计是否正确合理，是EDA软件的一项主要功能。为此，Multisim为用户提供了类型丰富的20种虚拟仪器，可以从工具栏/仪器打开仪器工具栏，如下错误!未找到引用源。所示。图1-10仪器工具栏这20种仪器仪表在电子线路的分析中经常会用到。它们分别是：数字万用表、函数发生器、瓦特表、双通道示波器、4通道示波器、波特测试仪、频率计、字信号发生器、逻辑变换器、逻辑分析仪、伏安特性分析仪、失真分析仪、频谱分析仪、网络分析仪、安捷伦函数发生器、安捷伦万用表、安捷伦示波器、Tektronix示波器、探针和LabVIEW仪器。这些虚拟仪器仪表的参数设置、使用方法和外观设计与实验室中的真实仪器基本一致。在选用后，各种虚拟仪表都以面板的方式显示在电路中。1.3Multisim12的使用方法与实例Multisim的基础是正向仿真，为用户提供了一个软件平台，允许用户在进行硬件实现以前，对电路进行观测和分析。具体的过程分为五步：文件的创建、取用元器件、连接电路、仪器仪表的选用与连接、电路分析。为了帮助初学者轻松容易的掌握使用Multisim12的使用要领，这节将结合一个电路实例的具体实现过程来说明Multisim设计电路和分析中的使用方法。例题：利用Multisim软件对下错误!未找到引用源。电路进行仿真分析R2两端的电压输出。R11.0kΩR310kΩ20%Key=AR2V11.0kΩ10V图1-11电路图1、文件的创建启动Multisim12，进入主界面窗口，选择菜单栏中的保存命令后，会弹出“保存”的窗口，选择合适的保存路径和输入所需的文件名“Example1”，然后点击保存按钮，完成新文件的创建，如错误!未找到引用源。。图1-12新建文件“Example1”这里需要说明的是：（1）文件的名字要能体现电路的功能，要让自己一年后看到该文件名就能一下子想起该文件实现了什么功能。（2）在电路图的编辑和仿真过程中，要养成随时保存文件的习惯。以免由于没有及时保存而导致文件的丢失或损坏。为了适应不同的需求和用户习惯，用户可以用菜单：“选项电路图属性”打开电路图属性对话窗口，来定制用户的通用环境变量，如错误!未找到引用源。所示。图1-13电路图属性对话窗口通过该窗口的6个标签选项，用户可以就编辑界面颜色、电路尺寸、缩放比例、自动存储时间等内容作相应的设置。以标签工作区为例，当选中该标签时，电路图属性对话框如错误!未找到引用源。所示：图1-14电路图属性的工作区标签在这个对话窗口中有2个分项：➢显示：可以设置是否显示网格，页边界以及边界。➢电路图页面大小：设置电路图页面大小。其余的标签选项在此不再详述，请大家自己打开查看。2、取用元器件在绘制电路图之前，需要先熟悉一下元件栏和仪器栏的内容，看看Multisim12都提供了哪些电路元件和仪器。具体的可参见前面所涉及内容或其他参考资料。根据所要分析电路，涉及到的元器件主要有电源、电阻和可变电阻。下面将以选用电源为例来详细说明选取及放置方法。（1）元器件的选取：选取电源选用元器件的方法有两种：从工具栏取用或从菜单取用。➢从工具栏取用：打开元器件工具栏的小窗口。鼠标在元器件工具栏窗口中每个按钮上停留时，会有按钮名称提示出现。然后直接从元器件工具栏中点击“放置源”按钮，打开错误!未找到引用源。选择元器件的窗口。➢从菜单取用：从菜单中选择：绘图元器件，就可打开选择元器件的窗口。该窗口与错误!未找到引用源。一样。图1-15选用元器件窗口在选择一个元器件的窗口中，数据库的下拉框中选择“主数据库”，组的下拉框中选择“Sources”，然后，系列中选择“POWER_SOURCES”，最后元器件选择“DC_POWER”，符号框中就出现相应的直流电源的符号。如错误!未找到引用源。所示。最后点击“确认”按钮。（2）放置元器件上步点击确认按钮后，系统关闭元器件选去窗口，自动回到电路设计窗口，注意这时候跟随着鼠标的箭头旁边出现了直流电源的电路符号，随着鼠标的移动而移动。移动到需要位置，单击鼠标左键，就发现电路设计窗口就放置了一个直流电源。如需继续放置第二个、第三个……可以反复单击鼠标左键就可放置多个直流电源，一直到不需要时，单击鼠标右键，就退出了放置直流电源的状态。如错误!未找到引用源。所示。图1-16放置一个直流电源（3）元器件属性修改我们看到，放置的电源符号显示的是12V。我们的需要可能不是12V，而是10V。那怎么来修改呢？双击该电源符号，出现如错误!未找到引用源。所示的属性对话框，在该对话框里，可以更改该元件的属性。图1-17电源属性修改窗口在这里，我们将电压改为10V。当然我们也可以更改元件的其他属性。修改后的电路图编辑窗口如错误!未找到引用源。。图1-18电源属性修改后的电路图（4）元器件的移动和翻转用户就可以对元器件进行移动、复制、粘贴等编辑工作。这些工作与Window说下其他软件操作方法一致，这里就不再详细叙述。放置好所需电源后，按照上述步骤，放置两个电阻和一个。放置电阻时，元器件选择的对话窗口相应的参数选择：➢“数据库”选项，选择“主数据库”。➢“组”选项里选择“Basic”。➢“系列”选项里电阻选择“RESISTOR”，可变电阻选择“POTENTIOMETER”。➢“元件”选项里，电阻选择“”，可变电阻选择“10K”。选取元件并放置完成后如错误!未找到引用源。所示，图1-19选取并初步放置元件对错误!未找到引用源。中的元件进行移动和翻转，为后面连接电路做好准备，操作完成后的图见错误!未找到引用源。。图1-20移动并翻转元器件后的窗口3、连接电路将鼠标移动到电源的正极，当鼠标指针变成时，表示导线已经和正极连接起来了，单击鼠标将该连接点固定，然后移动鼠标到电阻R1的一端，出现小红点后，表示正确连接到R1了，单击鼠标左键固定，这样一根导线就连接好了。如下错误!未找到引用源。所示。如果想要删除这根导线，将鼠标移动到该导线的任意位置，点击鼠标右键，选择“删除”即可将该导线删除。或者选中导线，直接按“delete”键删除。图1-21连接电源与R1按照前面的方法，将各连线连接好后如错误!未找到引用源。所示。图1-22电路连线图注意：在电路了放置一个公共地线，在电路图的绘制中，公共地线是必须的。4、仪器仪表的选用与连接对电路电阻R2的输出进行仿真分析，需要在R2两端添加万用表。可以从仪器的工具栏中选用万用表，添加方法类似元器件。双击万用表就会出现仪器面板，面板为用户提供观测窗口和参数设定按钮。添加万用表后并连线，完成后如错误!未找到引用源。所示。图1-23添加万用表后电路5、电路仿真分析电路连接完毕，检查无误后，就可以进行仿真了。点击仿真栏中的绿色开始按钮。电路进入仿真状态。双击图中的万用表符号，即可弹出如错误!未找到引用源。的对话框，在这里显示了电阻R2上的电压。R3是可调电阻，其调节百分比为20%，则在这个电路中，R3的阻值为2K。对于显示的电压值是否正确，我们可以验算一下。图1-24仿真结果图在调试运行的过程中，大家可以通过按“A”或“Shift+A”键增减R3所接入电路的百分数，或者拖动R3旁边的滑动条。观察万用表的度数变化情况。6、保存文件电路图绘制完成，仿真结束后，执行菜单栏中的“文件/保存”可以自动按原文件名将该文件保存在原来的路径中。在对话框中选定保存路径，并可以修改文件名保存。这样我们大致熟悉了如何利用Multisim12来进行电路仿真。以后我们就可以利用电路仿真来学习我们的数字电路了。