模拟电子技术基础课程设计.

模拟电子技术基础课程设计——NIMultisim11系统仿真1NIMultisim11系统NIMultisim11仿真软件是电子电路计算机仿真设计与分析的基础。本章介绍了Multisim的基本界面与操作方法，Multisim的电路创建的基础，Multisim的仪器仪表的使用，Multisim的电路分析方法。􀂄知识要点：Multisim的菜单，工具，元器件库，仪器仪表库，分析功能，操作方法。NIMultisim11是美国国家仪器公司（NI，NationalInstruments）最新推出的Multisim最新版本。目前美国NI公司的EWB的包含有电路仿真设计的模块Multisim、PCB设计软件Ultiboard、布线引擎Ultiroute及通信电路分析与设计模块Commsim4个部分，能完成从电路的仿真设计到电路版图生成的全过程。Multisim、Ultiboard、Ultiroute及Commsim4个部分相互独立，可以分别使用。Multisim、Ultiboard、Ultiroute及Commsim4个部分有增强专业版（PowerProfessional）、专业版（Professional）、个人版（Personal）、教育版（Education）、学生版（Student）和演示版（Demo）等多个版本，各版本的功能和价格有着明显的差异。1.1NIMultisim11系统简介NIMultisim11用软件的方法虚拟电子与电工元器件，虚拟电子与电工仪器和仪表，实现了“软件即元器件”、“软件即仪器”。NIMultisim11是一个原理电路设计、电路功能测试的虚拟仿真软件。􀂄NIMultisim11的元器件库提供数千种电路元器件供实验选用，同时也可以新建或扩充已有的元器件库，而且建库所需的元器件参数可以从生产厂商的产品使用手册中查到，因此也很方便的在工程设计中使用。NIMultisim11的虚拟测试仪器仪表种类齐全，有一般实验用的通用仪器，如万用表、函数信号发生器、双踪示波器、直流电源；而且还有一般实验室少有或没有的仪器，如波特图仪、字信号发生器、逻辑分析仪、逻辑转换器、失真仪、频谱分析仪和网络分析仪等。NIMultisim11具有较为详细的电路分析功能，可以完成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、离散傅里叶分析、电路零极点分析、交直流灵敏度分析等电路分析方法，以帮助设计人员分析电路的性能。NIMultisim11可以设计、测试和演示各种电子电路，包括电工学、模拟电路、数字、电路、射频电路及微控制器和接口电路等。可以对被仿真的电路中的元器件设置各种故障，如开路、短路和不同程度的漏电等，从而观察不同故障情况下的电路工作状况。在进行仿真的同时，软件还可以存储测试点的所有数据，列出被仿真电路的所有元器件清单，以及存储测试仪器的工作状态、显示波形和具体数据等。NIMultisim11有丰富的Help功能，其Help系统不仅包括软件本身的操作指南，更重要的是包含有元器件的功能解说，Help中这种元器件功能解说有利于使用EWB进行CAI教学。另外，NIMultisim11还提供了与国内外流行的印刷电路板设计自动化软件Protel及电路仿真软件PSpice之间的文件接口，也能通过Windows的剪贴板把电路图送往文字处理系统中进行编辑排版。支持VHDL和VerilogHDL语言的电路仿真与设计。利用NIMultisim11可以实现计算机仿真设计与虚拟实验，与传统的电子电路设计与实验方法相比，具有如下特点：设计与实验可以同步进行，可以边设计边实验，修改调试方便；设计和实验用的元器件及测试仪器仪表齐全，可以完成各种类型的电路设计与实验；可方便地对电路参数进行测试和分析；可直接打印输出实验数据、测试参数、曲线和电路原理图；实验中不消耗实际的元器件，实验所需元器件的种类和数量不受限制，实验成本低，实验速度快，效率高；设计和实验成功的电路可以直接在产品中使用。NIMultisim11易学易用，便于电子信息、通信工程、自动化、电气控制类专业学生自学、便于开展综合性的设计和实验，有利于培养综合分析能力、开发和创新的能力。本章仅对NIMultisim11教育版进行介绍。1.2Multisim的基本界面1.2.1multisim的主窗口点击“开始”→“程序”→“NationalInstruments”→“CircuitDesignSuite11.0”→“multisim”，启动multisim10，可以看到图1.2.1所示的multisim的主窗口。从图1.2.1可以看出，Multisim的主窗口如同一个实际的电子实验台。屏幕中央区域最大的窗口就是电路工作区，在电路工作区上可将各种电子元器件和测试仪器仪表连接成实验电路。电路工作窗口上方是菜单栏、工具栏。从菜单栏可以选择电路连接、实验所需的各种命令。工具栏包含了常用的操作命令按钮。通过鼠标器操作即可方便地使用各种命令和实验设备。电路工作窗口两边是元器件栏和仪器仪表栏。元器件栏存放着各种电子元器件，仪器仪表栏存放着各种测试仪器仪表，用鼠标操作可以很方便地从元器件和仪器库中，提取实验所需的各种元器件及仪器、仪表到电路工作窗口并连接成实验电路。按下电路工作窗口的上方的“启动／停止”开关或“暂停／恢复”按钮可以方便地控制实验的进程。1.2.2Multisim菜单栏Multisim11有12个主菜单，如图1.2.2所示，菜单中提供了本软件几乎所有的功能命令。File（文件）菜单提供19个文件操作命令，如打开、保存和打印等，File菜单中的命令及功能如下：New：建立一个新文件。Open：打开一个己存在的*．ms11、*．ms10、*．ms9、*．ms8、*．ms7、*．ewb或*．utsch等格式的文件。Close：关闭当前电路工作区内的文件。CloseAll：关闭电路工作区内的所有文件。Save：将电路工作区内的文件以*．ms10的格式存盘。Saveas：将电路工作区内的文件另存为一个文件，仍为*．ms11格式。1.File（文件）菜单SaveAll：将电路工作区内所有的文件以*．ms11的格式存盘。Projectandpacking:NewProject：建立新的项目。OpenProject：打开原有的项目。SaveProject：保存当前的项目。CloseProject：关闭当前的项目。VersionControl：版本控制。1.File（文件）菜单Print：打印电路工作区内的电原理图。PrintPreview：打印预览。PrintOptions:包括PrintSetup（打印设置）和PrintInstruments（打印电路工作区内的仪表）命令。RecentDesign：选择打开最近打开过的设计电路。RecentProjects：选择打开最近打开过的项目。Exit：退出。1.File（文件）菜单Edit（编辑）菜单在电路绘制过程中，提供对电路和元件进行剪切、粘贴、旋转等操作命令，共21个命令，Edit菜单中的命令及功能如下：Undo：取消前一次操作。Redo：恢复前一次操作。Cut：剪切所选择的元器件，放在剪贴板中。Copy：将所选择的元器件复制到剪贴板中。Paste：将剪贴板中的元器件粘贴到指定的位置。Pastespecial：选择性粘贴（子电路等）2.Edit（编辑）菜单Delete：删除所选择的元器件。SelectAll：选择电路中所有的元器件、导线和仪器仪表。DeleteMulti-Page：删除多页面。Find：查找电原理图中的元件GraphicAnnotation:图形注释。Order：顺序选择。AssigntoLayer：图层赋值。LayerSettings：图层设置。2.Edit（编辑）菜单Orientation:旋转方向选择。包括：FlipHorizontal（将所选择的元器件左右旋转），FlipVertical（将所选择的元器件上下旋转），90Clockwise（将所选择的元器件顺时针旋转90度），90CounterCW（将所选择的元器件逆时针旋转90度）。TitleBlockPosition：工程图明细表位置。EditSymbol/TitleBlock：编辑符号/工程明细表。Font：字体设置。Comment：注释。Forms/Questions：格式/问题。Properties：属性编辑。2.Edit（编辑）菜单View（窗口显示）菜单提供20个用于控制仿真界面上显示的内容的操作命令，View菜单中的命令及功能如下：FullScreen：全屏。ParentSheet：层次。ZoomIn：放大电原理图。ZoomOut：缩小电原理图。ZoomArea：放大面积。ZoomFittoPage：放大到适合的页面。Zoomtomagnification：按比例放大到适合的页面。ZoomSelection：放大选择。3.View（窗口显示）菜单ShowGrid：显示或者关闭栅格。ShowBorder：显示或者关闭边界。ShowPageBorder：显示或者关闭页边界。RulerBars：显示或者关闭标尺栏。Statusbar：显示或者关闭状态栏。DesignToolbox：显示或者关闭设计工具箱。SpreadsheetView：显示或者关闭电子数据表。扩展显示窗口。SPICENetistViewer：SPICE网表查看器。DescriptionBox：显示或者关闭电路描述工具箱。Toolbar：显示或者关闭工具箱。ShowComment/Probe：显示或者关闭注释/标注。Grapher：显示或者关闭图形编辑器。3.View（窗口显示）菜单Place（放置）菜单提供在电路工作窗口内放置元件、连接点、总线和文字等18个命令，Place菜单中的命令及功能如下：Component：放置元件。Junction：放置节点。Wire：放置导线。Bus：放置总线。Connectors：放置输入／输出端口连接器。NewHierarchicalBlock：放置层次模块。HierarchicalBlockformFile：来自文件的层次模块。ReplaceHierarchicalBlock：替换层次模块。4.Place（放置）菜单NewSubcircuit：创建子电路。ReplacebySubcircuit：子电路替换。NewPLDSubcircuit：创建可编程逻辑器件子电路NewPLDHierarchicalBlock：创建可编程逻辑器件层次模块Multi-Page:设置多页。MergeBus:合并总线。BusVectorConnect：总线矢量连接。Comment：注释。Text：放置文字。Grapher：放置图形。TitleBlock：放置工程标题栏。4.Place（放置）菜单5.MCU(微控制器)菜单MCU（微控制器）菜单提供在电路工作窗口内MCU的调试操作命令，MCU菜单中的命令及功能如下：NoMCUComponentFound:没有创建MCU器件。DebugViewFormat：调试格式。MCUwindows：MCU窗口ShowLineNumbers：显示线路数目。Pause：暂停。Stepinto：进入。Stepover：跨过。Stepout：离开。Runtocursor：运行到指针。Togglebreakpoint：设置断点。Removeallbreakpoint：移出所有的断点。6.Simulate（仿真）菜单Simulate（仿真）菜单提供18个电路仿真设置与操作命令，Simulate菜单中的命令及功能如下：Run：开始仿真。Pause：暂停仿真。Stop：停止仿真。Instruments：选择仪器仪表