师彦荣，曾 伟

（四川理工学院，四川 自贡 643000）

Multisim10仿真软件在数字电子技术实验教学中的应用

师彦荣，曾 伟

（四川理工学院，四川 自贡 643000）

为了提高数字电子技术实验教学质量,加强学生的学习技能和创新能力，文章提出了将Multisim10软件与传统实验教学相结合，通过对74LS138D功能的讲解介绍仿真软件在数字电路实验中的应用。研究表明，运用Multisim10的仿真功能可以提高实验的效率和学生的学习积极性，对于帮助学生加深对理论知识的理解和自主思考问题、解决问题起着非常重要的作用。

Multisim10；数字电路实验；仿真软件；74LS138D

1 引言

数字电子技术实验是计算机相关专业和电子类相关专业的必修实验课。通过基础验证实验，综合性、设计性实验逐步使学生掌握实验基本技能，培养学生分析、解决问题的能力，进而提高综合素质。现阶段的实验教学主要还是在实验箱或者电路板上搭建电路进行，这种传统的方式容易受实验室条件的限制，比如说实验仪器老化、环境温度影响造成实验数据的误差，在设计性实验的开展上会遇到困难，并且由于电子技术日新月异的发展，实验室元器件和仪器的品种跟不上科技更新的速度[1]。随着EDA技术的发展和计算机的大量普及，将计算机电路仿真软件教学和实验传统教学结合起来就成为了必然[2]。在一系列的仿真软件中，Multisim电路仿真软件是普遍推广使用的。将Multisim仿真软件引入到数字电路实验教学中，有利于克服实验室硬件设施不足的缺点，拓展实验教学内容，调动学生学习积极性，提高学生的创新设计能力。

2 Multisim10软件介绍

Multisim10是美国国家仪器（NI）有限公司推出的以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。Multisim10用软件方法虚拟电子元器件和电子、电工仪器仪表，实现了“软件即元器件”和“软件即仪器”。[3]其主要特点是：

（1）丰富的元器件库：Multisim10提供数千种电路元器件供实验选用，同时用户也可以新建或编辑新的元器件库。[4]

（2）充足的虚拟仪器：除了有一般实验室用的万用表、函数信号发生器、双踪示波器、直流电源，还有实验室少有的仪器，如波特图仪、字信号发生器、逻辑分析仪、频谱分析仪、网络分析仪等。

（3）详细的分析功能：提供了电路的瞬态和稳态分析，器件的线性和非线性分析等19种分析方法，帮助分析电路的性能。

3 Multisim10进行仿真的基本步骤

（1）根据实验内容从元件库选择元件放到工作区；

（2）将工作区中的元件按照电路布局进行放置，用导线将元件连接起来，并设置好元件参数和模型；

（3）在电路中放置需要观测的节点,连接电压表、电流表和示波器、信号发生器等仪器；

（4）根据测试要求设定仪器参数，进行电路仿真、观测；

（5）分析仿真结果，若结果不正确，调整元器件和仪器的参数；

（6）保存电路图，打印仿真结果。

4 Multisim10在数字电路实验中的应用

下面以3线-8线译码器74LS138D[5]功能测试为例，介绍仿真软件的使用。

在元器件库中选取芯片74LS138D，在图像编辑器中绘制测试电路，如图1所示。在信号输入端连接字信号发生器XWG1，在信号输出端连接逻辑分析仪XLA1，并在输入输出端连接上逻辑指示灯，用以判断信号的高低电平。

字信号发生器是一个通用的数字激励源编辑器，它可以产生32位同步数字信号，在数字电路测试中应用十分灵活。设置字信号的起始地址为000，终止地址为111，字信号的输出方式为Cycle（循环），设置后字信号从起始地址开始逐条输出[6～7]，如图2所示。

逻辑分析仪用于对数字逻辑信号的高速采集和时序分析，可以同步记录和显示16路数字信号，如图3所示，逻辑分析仪显示出输入输出多路波形，通过波形变化，可以清晰观察到译码器的工作状态[8]。仿真结果符合74LS138D的工作原理。

5 结论

运用multisim10可以进行复杂的电路设计，如多路智力抢答器、电子秒表的设计等，并且能对传统的数字电路实验教学进行很好的补充：

（1）现有的信号发生器不能产生多路同步信号，现常用的双踪示波器无法观察多路信号波形。而在multisim10软件中，字信号发生器和逻辑分析仪这两个虚拟仪器则可以很好地解决这个问题。

（2）设计性、综合性实验操作中，由于电路复杂，连接的导线很多，线路出现故障时容易对实验结果产生影响，检查起来也比较有难度。通过multisim10软件，学生可以先在计算机上对电路进行设计和仿真，通过反复实验得到测量结果，然后在实验箱上进行电路的搭建，从而提高实验的效率和准确度[9～10]。

（3）multisim10的元器件库中有丰富的元器件，可以任意选用，这样可以克服实验室在元器件的品种、规格、数量上不足的限制，减少对实验耗材的消耗。

计算机仿真与虚拟仪器对实验教师的教学是一个很好的提高和促进。学生可以很好地把学到的理论知识用计算机仿真表现出来，这样极大地提高了学生的学习热情和积极性，真正做到了变被动学习为主动学习。

［1］张冬梅，陈奎英. 基于multisim10的积分运算电路的仿真[J]. 安徽科技学院学报，2010，24（4）：13-16.

［2］鲁世斌，范程华，蒋先伟. multisim10在数字电子技术教学中的应用[J].合肥师范学院学报，2010，28（3）：51-53.

［3］张志立.基于Multisim技术的电路实验[J].科学与技术，2010，8（1）：15-18.

［4］郭映.Multisim10仿真软件在数字电路教学中的应用[J].计算机与现代化，2010，（7）：162-165.

［5］阎石. 数字电子技术基础第五版[M].北京：高等教育出版社，2007.

［6］腾香.二进制译码器逻辑功能的Multisim的仿真方案[J].现代电子技术，2010，20：11-16.

［7］任骏原.Multisim在触发器工作波形分析中的应用[J].电子技术，2010，3：184-186.

［8］马敬敏.用Multisim仿真分析数据选择器的工作过程[J].电子技术，2010，4：186-190.

［9］高文焕.电子技术实验[M].北京：清华大学出版社，2004.

［10］陈大钦.电子技术基础实验——电子电路实验、设计、仿真（第二版） [M].北京：高等教育出版社，2000.

The Application of Multisim10 Simulation Software in Digital Electronic Technology Experiment

SHI Yan-rong, ZENG Wei
（Sichuan University of science & engineering,Zigong643000,China）

In order to improve the teaching quality and the students’ ability of study and innovation in. digital Electronic Technology experiment. The combination of the Multisim10 and the traditional experiments teaching were introduced in this paper, and the application of simulation software in digital circuit experiment was describes by the interpretation of the 74LS138D, the results show that the application of simulation function of Multisim10 can improve the efficiency of experiments and students’ motivation, the ability of students in understanding the theory and independent thinking、 problem solving was also improved by his means.

multisim10; digital circuit experiment; simulation software; 74LS138D

TN709

A

1681-1070（2011）05-0042-03

2011-03-23

师彦荣（1984—），女，重庆人，初级实验师，电子科技大学在读研究生，研究方向为信号与信息处理。