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1、重庆邮电大学本科毕业设计（论文）前 言计算机辅助设计软件随着计算机、电子系统设计、集成电路的飞速发展应运而生，其辅助分析与仿真技术为电子电路功能的设计、仿真分析和验证开辟了一条快捷高效的新途径。其中，仿真软件在通信系统中的应用更为重要，它为数字电路的设计和实现，单片机仿真提供了便捷，如在模拟电路、高频电路实验、数字逻辑电路、负阻振荡器的设计、电子钟电路设计、RC振荡电路的仿真等电路仿真中的应用。相比其他仿真软件而言，Multisim10仿真软件的优势越发突出。整篇文章从Multisim系列仿真软件的历史发展出发，展开介绍Multisim10的基本操作、优点特点，针对电子电路的设计实现、逻辑电路
2、的设计实现和教学中的应用，对Multisim10的特点进行讨论。本文通过晶体管共射单管放大器和电子数字钟的设计和仿真实例，阐述了Multisim10仿真软件在电路仿真实现中的重要作用。目前Multisim系列软件的发展还是有很大的空间，可以扩充元器件库、添加更多的功能，并在电路仿真中进行应用。给用户提供一个操作便捷、使用方便、效果突出的仿真平台。第一章 Multisim 软件的概述 第一节 Multisim 软件的历史发展一、EDA技术的概念及范畴EDA技术是在电子CAD技术基础上发展起来的计算机软件系统，是指以计算机为工作平台，融合了应用电子技术、计算机技术、信息处理及智能化技术的最新成果。
3、现在对EDA的概念或范畴应用很宽，包括在机械、电子、通信、航空航天、化工、军事等各个领域。EDA工具层出不穷，目前进入我国并具有广泛影响的软件有：Multisim10、Protel、CADence等。二、Multisim软件的历史发展本论文用的是Multisim Version 10版本。此软件的历史版本升级情况为EWB4.0 EWB5.0 EWB6.0 Multisim2001Multisim 7 Multisim 8，后由美国国家仪器（NI）有限公司收购Interactive Image Tecnologie，自此起版本为Multisim 9 Multisim 10 Multisim 11
4、。2000年底推出Multisim2001（Multisim & Electronics Workbench）套件，有Power Professional、Professional和Personal三种版本。具有完全的数模A/DSPICE仿真能力，支持VHDL和Verilog-HDL语言，支持FPGA/CPLD器件综合设计，支持RF射频模拟仿真。自带元器件库多达16000种，且可以在线更新或由用户自行下载新的元器件。2003年推出Multisim 7.0（Multisim & Electronics Workbench）版本套件，也包括6.0的三个版本。可与NI公司的著名虚拟软件LabVIEW
5、集成，即在Multisim中除了可以利用其本身提供的示波器、万用表、函数发生器等虚拟仪器之外，还能利用第三方或用户自己再LabVIEW中开发的虚拟仪器，大大提高了选择电路测试方法的灵活性和广泛性。自带元器件库增加到了17000多种。2004年底推出Multisim 8.0（Multisim & Electronics Workbench）版本套件。又增加了5000多种元件和6种虚拟器，在仿真速度上又比7.0底稿了2/3.工程师们可以使用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，这样工程师无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行
6、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。目前在各高校教学中普遍使用Multisim10.0，网上最为普遍的是Multisim 10.0，NI于2007年08月26日发行NI系列电子电路设计软件，NI Multisim v 10作为其中一个组成部分包含于其中。第二节 Multisim 软件的基本情况一、Multisim 软件的技术特点由于电子技术的飞速发展，集成电路和电子系统的复杂程度大概是6年提高10倍，因此电子系统的复杂程度也在相应提
7、高。简单的手工设计方法已无法满足现代电子系统设计的要求。因此许多软件公司纷纷研制采用自上而下设计方法的计算机辅助设计系统。在20世纪70年代中叶有了基于手工布局布线的第一代ECAD工具（计算机辅助设计），19811982年出现了基于原理设计仿真的第二代EDA系统（电子自动化）。EDA是在计算机辅助设计（CAD）技术的基础发展起来的计算机设计软件系统。与早期的CAD软件比较，EDA软件的自动化程度更高、功能更完善、运行速度更快，而且操作界面友善，有良好的数据开放性和互换性。电子设计自动化（EDA）技术，使得电子线路的设计人员能在计算机上完成电路的功能设计、逻辑设计、性能分析、时序测试直至印刷电路
8、板的自动设计。到19871988年又推出了基于RTL（寄存器传输语言）的设计、仿真、逻辑综合的第三代EDA技术。时至今日，又是十多年过去了，电子系统的复杂程度又提高了10多倍。 从事电子产品设计、开发等工作的人员，经常要求对所有设计的电路进行实物模拟和调试。其目的的一方面是为了验证所设计的电路是否能达到设计要求的技术指标，另一方面通过改变电路中元器件的参数，使整个电路性能达到最佳值。加拿大Interactive Image Tecnologie 公司推出的EWB （Electrical Workbench）软件可以将不同类型的电路组成混合电路进行仿真，界面直观，操作方便等特点，创建电路、选用原
9、件和测试仪器均可以图形方式直观完成。该软件有较为详细的电路分析手段，如电路的瞬态分析和稳态分析、时域和频域分析、器件的线性和非线性分析、电路的噪声分析和失真分析，以及离散傅里叶分析、电路零极点分析、交直流灵敏分析和电路容差分析等共计十四种电路分析方法。拥有了强大的MCU模块,支持4种类型的单片机芯片,支持对外部RAM、外部ROM、键盘和LCD等外围设备的仿真,分别对4 种类型芯片提供汇编和编译支持;所建项目支持C代码、汇编代码以及16进制代码,并兼容第三方工具源代码;包含设置断点、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。强大的数字仪器环境和数字分析环境，使其成为为数不多的
10、经典单片机仿真软件之一。二、软件的具体特点使用Multisim10可交互式地搭建电路原理图，并对电路行为进行仿真。Multisim提炼了SPICE仿真的复杂内容，这样使用者无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计，使其更适合电子学教育。通过Multisim和虚拟器技术，使用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。Multisim10.0和Ultibord10.0推出了很多专业设计特性，主要是高级仿真工具、增强的元件库和扩展的用户社区，主要的特性包括：l 所见即所得的设计环境；l 互动式的仿真界面；l 元件库包括1200多个新
11、元器件和500多个新SPICE模块，这些都来自于如美国模拟器件公司（Analog Devices）、凌力尔特公司（Linear Technology）和德州仪器（Texas Instruments）等业内领先厂商，其中包括100多个开关模式电源模块；l 动态显示元件（如LED，七段显示器等）；l 汇聚帮助（Convergence Assistant）功能能够自动调节SPICE参数，纠正仿真错误；l 数据的可视化分析功能，包括一个新的电流探针仪器和用于不同测量的静态探点，以及对BSIM4参数的支持。l 具有3D效果的仿真电路。NI Multisim软件结合了直观的捕捉和功能强大的仿真，能够快速、
12、轻松、高效地对电路进行设计和验证。凭借NI Multisim 10，您可以立即创建具有完整组件库的电路图，并利用工业标准SPICE模拟器模仿电路行为。借助专业的高级SPICE分析和虚拟仪器，您能在设计流程中提早对电路设计进行的迅速验证，从而缩短建模循环。与NI LabVIEW和SignalExpress软件的集成，完善了具有强大技术的设计流程，从而能够比较具有模拟数据的实现建模测量。Multisim软件使模拟电路、数字电路的设计及仿真更为方便。并且极其广泛的应用于教学实验中，方便老师的教学讲解，也便于了学生的理解学习，加强了对Multisim软件的认识。 第三节 本章小结本章主要介绍了Multisim软件所属于EDA技术下的仿真软件，大概介绍了Multisim软件的历史发展，简单讲述了软件可用的基本技术及具体特点，如在模拟电路、高频电路及电子技术仿真在教学中的应用。Multisim10 软件以其强大的实时交互性、信息的集成性和生动直观性，为电子专业实验教学创设了良好的平台。通过分析仿真结果，使读者深刻理解相应的模拟电路、高频电路的相关知识，提高分析解决实际问题的能力。5
