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1、摘 要 计算机仿真技术已成为现代工程设计中一种有效方法,如multisim,pspice,protel等电子仿真软件，进行仿真模拟实验，实验过程非常接近实际操作效果，元器件选择范围广，参数修改方便。本设计基于计算机仿真的思想和方法，虚拟样机调试的概念，针对电子技术实验，采用multisim2001 EDA软件仿真各种现实仪器和电气元件；虚拟实验电路，在计算机中仿真实验过程，从而分析设计的性能，验证设计的可行性，缩短设计周期，节约设计成本，提高设计效果。我本次毕业设计的就是应用Multisim仿真软件对设计所作的相关实验进行仿真。此次设计的内容是运用Multism对我做的设计内容就行虚拟仿真。仿
2、真的内容有：实验 TTL与非门的测试 ； 实验 编码器、译码器及其应用；实验 数据选择器及其应用；实验 锁存器及其应用 ；实验 555集成定时器及应用；综合设计实验：数字抢答器设计。通过实例说明应用计算机仿真技术进行电子线路课程设计的教学，有助于学生边学边用，从而学以致用，有利于培养学生综合分析能力、开发能力和创新能力。关键词：Multisim 2001，数字电子电路系统，仿真设计目 录 摘 要I1 绪论11.1 Multisim的开发的背景11.2 Multisim11.3 Multisim的主要功能及特点2 2 TTL与非门测试实验52.1概述52.2实验原理及实验电路53编码器73.1编
3、码器概述 73.2编码器分类74数据选择器84.1数据选择器的定义及功能85时序逻辑电路105.1 概述105.2实验原理及实验电路116 译码器136.1 概述136.2实验原理及实验电路147 555定时电路177.1概述178数字抢答器的设计208.1抢答器的总体结构208.2优先判断与编号锁存电路208.3抢答器的单元电路设计238.4抢答器设计中的优先编码电路238.5抢答器设计中的定时电路248.6抢答器设计中的报警电路258.7抢答器中的时序控制电路268.8七段显示译码器与数码管27结论29致谢30参考文献31附录321 绪论1.1 Multisim的发展背景：在科学技术日新月
4、异的背景下，随着教育改革的深入，如何实现教育技术现代化、教学手段现代化已经成为我国教育改革所面临的一个重要课题。目前，在电工电子技术实验教学方面，国内多数高校仍主要采用实物元器件进行硬件连线测试，大多数采用面包板或者各种现成的实验箱。这种传统的实验方式由于受实验室条件的限制，在给学生开设一些扩展型、设计型以及综合型实验时将会遇到困难，特别是新器件，新设备价格昂贵，一般院校的电子学实验室更是无法承受。随着电子和计算机技术的进步，推动了EDA 技术的普及与发展，从而推动了一场新的电子电路设计革命，使得电子工程师大量的设计工作可以通过计算机来完成。传统的电子线路的设计过程要经过设计方案提出、方案验证
5、和修改三个阶段，一般是采用搭接实验电路的方法进行，往往需要经过实验和修改的反复过程，直到设计出正确的电路用EDA工具.Multisim的软件的开发，使得电子工程师可以从概念、方法、协议等开始设计系统，大量工作可以通过计算机来完成，并可以将电子产品从电路设计、性能分析到设计出印制板的整个过程在计算机上自动处理完成。随着计算机的发展，Multisim软件经历了长时间的发展已经趋于不断完善，目前Multisim的最新版本是 Multisim9。在前几版的发展基础上进行了改善，使Multisim的软件系统功能更加完善和强大。1.2 Multisim软件的介绍以及发展过程： Multisim9是一款完整
6、的工具设计系统，提供了一个非常大的元件数据库，并提供原理图输入接口、全部的数模Spice仿真功能、VHDL和Verilog HDL 设计接口和仿真功能、FPGACPLD综合、RF设计能力和处理功能，还可以从原理图到PCB数据包的无缝隙数据传输。它提供单一易用的图形输入接口可以满足设计者的需求。Multisim9提供全部的先进设计功能，满足从设计参数到产品需求Multisim9是加拿 大 Interactive Image Technologies(II T)公司于1988年推出了一个专门用于电子线路仿真和设计的EDA工具软件ElectronicsWorkbench(EWB) ,EWB具有数字、
7、模拟及数字/模拟混合电路的仿真能力，以界面直观操作方便、分析功能强大、易学易用等突出优点，得到了迅速的推广及使用随着技术的发展，EBW 软件也经过了多个版本的衍变。V5以前的版本称为Electronics Workbench，从V6开始改为Multisim。在教育界比较流行的Multisim 2001版属于V6版本，目前Multisim的最新版本是V8。Multisim从V5到V6的功能有很大的扩充，特别是增加了VHDL和Verilog HDL模块，使它成为真正的“数模VHDL Verilog”的混合电路模拟软件。2001年IIT公司又推出了Multisim的最新版本Multisim2001，
8、直至2003年8月，该公司又对Multisim2001进行了较大的改进，升级为Multisim 7，增加了3D元件以及安捷伦的万用表，示波器，函数信号发生器等仿真实物的虚拟仪表，似的虚拟电子工作平台更加接近实际的实验平台。迄今为止，Multisim 软件已升级到Multisim 9版本，相较之各版本功能更强大。1.3：Multisim的主要功能及特点（1）用户界面直观 Multisim9沿袭了EWB界面的特点，提供了一个灵活的、直观的工作界面来创建和定位电路。Multisim9（教育版）考虑到学生的特点，允许教师根据自身需要、课程内容和学生水平设置软件的用户界面，以创建具有个性化的菜单、工具栏
9、和快捷键。还可以使用密码来控制学生所接触的功能、仪器和分析项目。（2）种类繁多的元件和模型 Multisim9提供的元件库拥有13000个元件。尽管元件库很大，但由于元件被分为不同的“系列”，所以可以方便地找到所需要的元件。Multisim9元件库含有所有的标准器件及当今最先进的数字集成电路。数据库中的每一个器件都有具体的符号、仿真模型和封装，用于电路图的建立、仿真和印刷电路板的制作。Multisim9还含有大量的交互元件、指示元件、虚拟元件、额定元件和三维立体元件。交互元件可以在仿真过程中改变元器件的参数，避免为改变元器件参数而停止仿真，节省了时间，也使仿真的结果能直观反映元件参数的变化；指
10、示元件可以通过改变外观来表示电平大小，给用户一个实时视觉反馈；虚拟元件的数值可以任意改变，有利于说明某一概念或理论观点；额定元件通过“熔断”来加强用户对所设计的参数超出标准的理解；3D元件的外观与实际元件非常相似，有助于理解电路原理图与实际电路之间的关系。除了Multisim9软件自带的主元件库外，用户还可以建立“公司元件库”， 有助于一个团队的使用，简化仿真实验室的练习和工程设计。Multisim9与其他软件相比，能提供更多方法向元件库中添加个人建立的元件模型。元件放置迅速和连线简捷方便在虚拟电子工作平台上建立电路的仿真，相对比较费时的步骤是放置元件和连线，Multisim9可以使使用者不需
11、要指导就可以轻易地完成元件的放置。元件的连接也非常简单，只需单击源引脚和目的引脚就可以完成元件的连接。当元件移动和旋转时，Multisim9仍可以保持它们的连接。连线可以任意拖动和微调。进行SPICE仿真对电子电路进行SPICE（SimulationProgramwithIntegrated CircuitEmphasis）仿真可以快速了解电路的功能和性能。Multisim9为模拟、数字以及模拟/数字混合电路提供了快速并且精确的仿真。Multisim9的核心是基于使用带XSPICE扩展的伯克利SPICE的强大的工业标准SPICE引擎来加强数字仿真的。Multisim9的界面对最为陌生的用户来说
12、都是非常直观的。这使用户运用SPICE的功能而不必去担心SPICE复杂的句法。虚拟仪器 Multisim9提供了逻辑分析仪、安捷伦仪器、波特图仪、失真分析仪、频率计数器、函数信号发生器、数字万用表、网络分析仪、频谱分析仪、瓦特表和字信号发生器等18种虚拟仪器，其功能与实际仪表相同。特别是安捷伦的54622D示波器、34401A数字万用表和33120A信号发生器，它们的面板与实际仪表完全相同，各旋钮和按键的功能也与实际一样。通过这些虚拟器件，免去昂贵的仪表费用，用户们可以毫无风险地接触所有仪器，掌握常用仪表的使用。强大的电路分析功能Multisim9除了提供虚拟仪表，为了更好地掌握电路的性能，还
13、提供了直流工作点分析、交流分析、敏感度分析、3dB点分析、批处理分析、直流扫描分析、失真分析、傅里叶分析、模型参数扫描分析、蒙特卡罗分析、噪声分析、噪声系数分析、温度扫描分析、传输函数分析、用户自定义分析和最坏情况分析等19种分析，这些分析在现实中有可能是无法实现的。强大的作图功能 Multisim9提供了强大的作图功能，可将仿真分析结果进行显示、调节、储存、打印和输出。使用作图器还可以对仿真结果进行测量、设置标记、重建坐标系以及添加网格。所有显示的图形都可以被微软Excel、MathsoftMathcad以及LABVIEW等软件调用。后处理器 利用后处理器，可以对仿真结果和波形进行传统的数学
14、和工程运算。如算术运算、三角运算、代数运算、布尔代数运算、矢量运算和复杂的数学函数运算。RF电路的仿真 大多数SPICE模型在进行高频仿真时，SPICE仿真的结果与实际电路测试结果相差较大，因此对射频电路的仿真是不准确的。Multisim9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。HDL仿真利用MultiHDL模块（需另外单独安装），Multisim9还可以进行HDL（HardwareDescriptionLanguage，硬件描述语言）仿真。在MultiHDL环境下，可以编写与IEEE标准兼容的VHDL或VerilogHDL程序，该
15、软件环境具有完整的设计入口、高度自动化的项目管理、强大的仿真功能、高级的波形显示和综合调试功能。针对不同用户的需要，Multisim9发行了增强专业版（PowerProfessional）、专业版（Professional）、个人版（Personal）、教育版（Education）、学生版（Student）和演示版（Demo）。各版本的功能和价格也有明显的不同，目前，发展到Multisim9版本，电子仿真软件Multisim的主要功能以及在电路分析、模拟电子线路、脉冲与数字电路、高频电子线路等电子技术课程中的应用。 2 TTL与非门测试实验2.1概述：2.1.1 门电路的概念和分类：所谓门电路，是指实现一些基本逻辑功能的电子电路。门电路分为分立元件门电路和集成门电路。集成门电路种类很多，最常用的有 TTL和 CMOS 两人系列。分立元件门电路结构简单，功能较差，目前在数字电路中
