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电工与电子技术计算机仿真实验南京航空航天大学自动化学院2009.111第一章Multisim软件简介§1-1Multisim软件简介Multisim是加拿大图像交互技术公司（InteractiveImageTechnoligics，简称IIT公司)推出的用于电路仿真与设计的EDA软件。Multisim具有强大的仿真分析功能，可以进行电路设计、电路功能测试的虚拟仿真。Multisim软件的虚拟测试仪器仪表种类齐全，有一般实验室所用的通用仪器，如直流电源、函数信号发生器、万用表、双踪示波器，还有一般实验室少有或没有的仪器，如波特图仪、数字信号发生器、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。该软件的元器件库中有数以万计的电路元器件供实验选用，不仅提供了元器件的理想模型，还提供了元器件的实际模型，同时还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，与生产实际紧密相联，可以非常方便地用于实际的工程设计。该软件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，该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；该软件还具有多种电路分析功能，如直流工作点分析、交流分析、瞬态分析、傅里叶分析、失真分析、噪声分析、直流扫描分析、参数扫描分析等，便于设计人员对电路的性能进行推算、判断和验证。较之于传统的实物实验，基于Multisim软件的仿真实验主要有以下特点：1．设计和实验用的元器件及测试仪器仪表齐全，可以克服传统实验室的各种条件限制，完成各种类型的电路设计与实验。2．实验成本低，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。有些实验设备价格昂贵，使用复杂，在一般传统实验室里很难为学生提供使用机会，而在虚拟实验室里则可轻而易举地解决这个难题，让学生随心所欲地调用各种实验设备。从而可以克服因经费不足造成对实验的制约。3．实验效率高。在仿真实验中，可以克服采用传统实验方式进行实验时所遇到的诸多因素的干扰和影响，例如不会因为实验设备的损坏、接触不良而影响实验的正常进行，从而使实验结果更好地反映出实验的本质过程，更加快捷、准确。4．分析方法多，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，能够快速、轻松、高效地对电路参数进行测试和分析，使设计与实验可以同步进行，可以边设计边实验，修改2调试方便。还可直接打印输出实验数据、测试参数、曲线和电路原理图。这些都是传统实验方式无法比拟的。运用Multisim软件进行计算机仿真实验，可以很好的解决理论教学与实际动手实验相脱节的这一老大难问题。学生可以很方便、快捷地把刚刚学到的理论知识用计算机仿真真实地再现出来，不仅可以克服传统实验室各种条件的限制，还可以针对不同的目的，例如针对验证、测试、设计、纠错、创新等目的进行训练，极大地提高了学生的学习热情和积极性。真正的做到了变被动学习为主动学习，使学生的分析、应用、设计和创新能力显著提高。Multisim的工作界面非常直观，形象逼真，只要稍加学习就可以较熟练地使用该软件。本书以Multisim9为例介绍Multisim软件的使用方法。§1-2Multisim的主窗口界面启动Multisim9软件后，屏幕上将出现Multisim9软件的主窗口界面。Multisim9的主窗口界面主要由标题栏、菜单栏、系统工具栏、设计工具栏、使用中的元件清单、仿真开关、元件工具栏、仪表工具栏、电路窗口、状态栏等几个部分组成。一、Multisim9的主窗口界面图1-1Multisim9的主窗口界面1、菜单栏标题栏位于主窗口的最上部，显示当前运行的软件名称。标题栏的下面是菜3单栏，通过菜单可以对Multisim的所有功能进行操作。不难看出菜单中有一些与大多数Windows平台上的应用软件一致的功能选项，如File（文件菜单）、Edit（编辑菜单）、View（视图菜单）、Help（帮助菜单）等。此外，还有一些EDA软件专用的选项，如Place（放置菜单），Simulate（仿真菜单），Transfer（文件输出菜单）、Options（选项菜单）等，如图1-2。图1-2菜单栏以下分别介绍菜单栏中各栏目的子项目。File菜单中包含了对文件和项目的基本管理和打印等命令：New：建立一个新文件。Open：打开一个文件。Close：关闭当前文件。Save：保存当前文件。SaveAs：将当前文件另存为。NewProject：建立一个新项目。OpenProject：打开一个项目。SaveProject：保存当前项目。CloseProject：关闭当前项目。PrintSetup：打印设置。PrintCircuitSetup：打印电路图设置。PrintInstruments：打印当前文件中的仪表波形图。PrintPreview：打印预览。Print：打印。RecentFiles：最近几次打开过的文件。RecentProject：最近几次打开过的项目。Exit：退出Multisim。Edit菜单中包含了对电路图进行编辑的命令：Undo：撤消操作。Redo：不撤消操作。Cut：剪切。Copy：复制。Paste：粘贴。PasteSpecial：粘贴所选择内容。Delete：删除。DeleteMulti-Page：删除多页。SelectAll：全选。Find：查找。FlipHorizontal：将所选的元件水平翻转。FlipVertical：将所选的元件垂直翻转。90ClockWise：将所选的元件顺时针90度旋转。90ClockWiseCW：将所选的元件逆时针90度旋转。ComponentProperties：打开所选的元件属性对话框。View菜单中包含了确定使用软件时的视图以及对一些工具栏和窗口进行控制的命令：Toolbars：显示各种工具栏。ShowGrid：显示网格。ShowPageBounds：显示页4边界。ShowTitleBlock：显示图明细表。ShowBorder：显示图框。ShowRulerBars：显示标尺。ZoomIn：放大显示。ZoomOut：缩小显示。ZoomArea：以100%的比率来显示。ZoomFull：全部显示。Grapher：打开仿真结果的图形显示窗口。Hierarchy：层次。CircuitDescriptionBox：打开电路描述窗口。Place菜单中包含了在电路窗口内放置元件、连接点、总线和文字等命令：Component：放置一个元件。Junction：放置一个节点。Bus：放置一根总线。BusVectorConnect：总线矢量连接。HB/SBConnector：放置HB/SB连接器。HierarchicalBlock：放置层次模块。CreateNewHierarchicalBlock：新建层次模块。Subcircuit：新建子电路。ReplacebySubcircuit：用一个子电路替代。Off-PageConnector：Off-Page连接器。Multi-Page：多页设置。Graphics：制图TitleBlock：放置标题块。Simulate菜单中包含了电路仿真设置与操作命令：Run：执行仿真。Pause：暂停仿真。Instruments：选择仪表。DefaultInstrumentSettings：打开预置仪表设置对话框，设置仪表的预置值。DigitalSimulationSettings：设定数字仿真参数。Analyses：选择仿真分析方法。Postprocess：打开后处理器对话框。SimulationErrorLog/AuditTrail：电路仿真错误记录/检查数据跟踪。XSpiceCommandLineInterface：打开XSpice命令行界面。VHDLSimulation：进行VHDL仿真。VerilogHDLSimulation：进行VerilogHDL仿真。AutoFaultOption：自动设置电路故障。GlobalComponentTolerances：设置全部元件的容差。Transfer菜单包含了将仿真结果用其它EDA软件需要的文件格式输出的命令：TransfertoUltiboardV7：转换为UltiboardV7（Multisim中的电路板设计软件）的文件格式。TransfertoUltiboard2001：转换为Ultiboard2001的文件格式。TransfertootherPCBLayout：转换为其他电路板设计软件所支持的文件格式。ForwardAnnotatetoUltiboardV7：建立UltiboardV7注释文件。BackannotatefromUltiboardV7：将UltiboardV7注释文件传入到当前文件中。HighlightselectioninUltiboardV7：加亮所选择区域。ExportSimulationResultstoMathCAD：将仿真结果输出到MathCAD。ExportSimulationResultstoExcel：将仿真结果输出到Excel。5ExportNetlist：输出电路网表文件。Tools菜单中包含了编辑与管理元器件和元件库的命令：DatabaseManagement：启动元器件数据库管理器，进行数据库的编辑管理工作。SymbolEditor：打开符号编辑器。ComponentWizard：打开元件编辑器。555TimerWizard：555定时器编辑。FilterWizard：滤波器编辑。ElectricalRulesCheck：电气规则测试。RenumberComponents：元件重命名。ReplaceComponents：替代元件。UpdateHB/SBSymbols：升级HB/SB符号。ConvertV6Database：V6数据转换。ModifyTitleBlockData：更改标题块数据。TitleBlockData：标题块编辑。Reports菜单中包含了产生当前电路的各种报告的命令：BillofMaterials：材料清单。ComponentDetailReport：元器件详细参数报告。NetlistReport：电路网表报告。SchematicStatistics：简要统计报告。SpareGatesReport：未用元件门统计报告。CrossReferenceReport：元件交叉参照表。Options菜单中包含了定制电路的界面和电路的某些功能的设定命令：Preferences：打开参数选择对话框，进行参数设置。Customize：常规命令设置。GlobalRestrictions：软件限制设置。CircuitRestrictions：电路限制设置。SimplifiedVersion：简化版本。Window菜单中包含了控制窗口显示的命令，并列出所有被打开的文件。Cascade：层叠窗口。Tile：平铺窗口。ArrangeIcons：重新排列图标。2、设计工具栏设计工具栏是Multisim的核心栏，通过对该工具栏按钮的操作可以完成对电路从设计到分析的全部工作，如图1-3图1-3设计工具栏图3中红线框内的按钮自左向右依次为：设计项目栏按钮：用于显示或隐藏设计项目栏。电子数据表按钮：用于显示或隐藏电路的电子数据表。元器件数据库按钮：用于启动元器件数据库管理器，进行元器件的编辑管理工作。元件编辑器按钮：打开新建元件对话框，用于调整或新建元件。仿真按钮：用于执行或停止仿真。图形编辑器按钮：用于显示仿真分析的图形结果。分析按钮：用于选择要进行的分析方法。6后分析按钮：用于进行对仿真结果的进一步操作。3、使用中的元件清单在使用中的元件清单中列出了当前电路所使用的全部元件，以便检查和重复调用，如图1-4。图1-4在