Multisim10在数字电路项目教学中的应用

Multisim10在数字电路项目教学中的应用

【摘要】在数字电路教学中应用项目教学法，能够使学生对所学知识加以深化理解、融会贯通，获得综合运用所学知识解决实际问题的能力，同时能够有效地激发主动学习的热情。将仿真软件Multisim10引入项目教学过程中，可以提高电路设计的效率和准确性。

【关键词】Multisim10；数字电路；项目教学

一、引言

《数字电路》是高校电子信息类专业的一门重要专业基础课，随着集成电路制造技术的迅速发展，中、大规模和超大规模数字集成电路在各个领域获得广泛应用，它已成为国民经济的强大推力，这对相关专业技术人才的培养提出了更高的要求。因此，在实际教学过程中，不宜采用传统教学方式，应该尝试一种新的教学方法，我们在对传统的数字电路教学进行了深入的分析、研究之后，在数字电路教学中引入了德国“以培养关键能力为核心”的项目教学法。在项目教学的实施过程中，辅以仿真软件Multisim10，通过计算机强大的辅助设计计算能力，提高电路设计的效率和准确性；通过仿真，学生可以根据需要任意调整所设计电路的各项参数，极大的提高了学生的学习兴趣。

二、项目教学法在数字电路课程中的应用

项目教学法萌芽于欧洲的劳动教育思想，最早的雏形是18世纪欧洲的工读教育和19世纪美国的合作教育，经过发展到20世纪中后期逐渐趋于完善，并成为一种重要的理论思潮。2003年7月德国联邦职教所制定以行动为导向的项目教学法，其特点是把整个学习过程分解为一个个具体的工程或事件，设计出一个个项目教学方案，按行动回路设计教学思路，不仅传授给学生理论知识和操作技能，更重要的是培养他们的职业能力。

《数字电路》的主要知识点包括：组合逻辑电路、时序逻辑电路、555定时器极其所构成的电路、A/D转换器和D/A转换器、存储器等[1]，在传统的教学模式中，数字电路课程都是按照上述知识点授课，这样的授课体系由于目标不明确，学生普遍反映数字电路课程内容庞杂、头绪纷乱、枯燥无味、无所适从，因此在学习过程中容易丧失兴趣与信心。而在项目教学中，我们结合数字电路课程实践性强的特点，将整门课程围绕项目展开，根据项目的开发过程来安排授课内容，将数字电路的各个知识点拆开，插入到项目的开发过程中，引导学生边做边学，在实践中学习理论知识。教师不再把知识技能的传递作为教育的唯一目标，或者说不是简单地让学生按照教师的安排和讲授去得到一个结果，而是在教师的指导下，让学生边做边学，把看到的、听到的、手上做的结合起来，通过在数字电路课程中采用项目教学法有效地建立起课堂与生产实践之间的联系。我们在设计项目时，力求教学过程模拟真实的工作过程，体现项目教学法整个过程的真实性，从而使学生的学习更有针对性和实用性。以组合逻辑电路的学习为例，我们

基于Multisim10电子数字钟的设计与仿真

、 图1 电子数字钟系统组成框图3 原理图的设计 3.1 总原理图

图2 电子数字钟总原理图 3.2 工作原理 3.2.1直流稳压电源

串联型直流稳压电源的设计，该系统是由整流、滤波和稳压三部分组成，桥式整流电路加上电容滤波后，使输出的波形更平滑，稳压部分，一般有四个环节：调整环节、基准电压、比较放大器和取样电路。当电网电压或负载变动引起输出电压Uo变化时，取样电路将输出电压Uo的一部分馈送给比较放大器与基准电压进行比较，产生的误差电压经放大后去控制调整管的基极电流，自动地改变调整管的集一射极间电压，补偿Uo的变化，从而维持输出电压不变。[7] 图4 整流滤波后电压的波形和稳压输出电压的波形仿真 图5 整流滤波后电压的波形和稳压输出电压的波形 3.2.2 1Hz标准脉冲发生器 振荡器可由晶振组成，也可以由555与RC组成的多谐振荡器。由555定时器得到1Hz的脉冲，功能主要是产生标准秒脉冲信号和提供功能扩展电路所需要的信号。 3.2.3计数设计 在数字钟的控制电路中，分和秒的控制都是一样的，都是由一个十进制计数器和一个六进制计数器串联而成的，在电路的设计中我采用的是统一的器件 74LS161N的反馈置数法来实现十进制功能和六进制功能，根据74LS161的结构把输出端的0101（十进制为5）用一个与非门74LS00引到Load端便可置0，这样就实现了六进制计数。同样，在输出端的1001（十进制为9）用一个与非门74LS00引到Load端便可置0，这样就实现了十进制计数。在分和秒的进位时，用秒计数器的Load端接分计数器的CLK控制时钟脉冲，脉冲在上升沿来时计数器开始计数。 时计数器可由两个十进制计数器串接并通过反馈接成二十四制计数器。 3.2.4 译码显示电路设计 译码驱动电路将计数器输出的8421BCD码转换为数码管需要的逻辑状态，并且为保证数码管正常工作提供足够的工作电流。4511是一个用于驱动共阴极LED （数码管）显示器的BCD 码—七段码译码器，特点如下：具有BCD转换、消隐和锁存控制、七段译码及驱动功能的CMOS电路能提供较大的拉电流。可

基于Multisim10的函数发生器设计应用

基于Multisim10的函数发生器设计应用 文章基于Multisim 10使用放大器3554AM以及乘法器等设计了一次函数发生器、二次函数发生器以及幅值和频率可调的方波和三角波函数信号发生器，用Multisim 1O进行仿真分析，并和理论计算进行了比较。 1 Multisim 10软件简介 美国国家仪器公司(NI)最新推出电子线路仿真软件Multisim 10，该软件包含电路仿真(Multisim)、PCB设计(Ultiboard)、布线(Ultir-oute)以及通信分析与设计(Commsim)四个部分，Multisim 10中虚拟仪器仪表种类齐全，如示波器、函数发生器等，也有强大的电路分析功能，可进行直流工作点分析、瞬态分析、传递函数分析、傅里叶分析等，同时还可以测试设计演示各种电路，支持常用的8051单片机，并且在程序编译中支持C代码、汇编和16进制代码。与传统的电路设计相比，可随时调整元器件参数以达到预期的要求，从而能降低电路设计成本，缩短设计周期，提高设计效率。 2 函数发生器的设计与仿真分析 2．1 一次函数发生器 在函数发生器设计中，往往需要对一定电压Ui给予放大再偏置以得到Uo=AUi+Vo这种形式的电压，其中Vo就是期望的偏置量，利用求和放大器可实现这种偏置放大。 此一次函数表达式为f(x)=-Ax-B类型，由运放3554AM构成的比例相减电路来实现。相关电路如图1所示。

图1 一次函数发生器电路及仿真结果 由图可得：，将电阻值等代入可得：Uo=-3Ui-4V，代入输入电压12V，则Uo=-3× 12-4V=-40V。用Multisim 10仿真结果如图1模拟电压表所示，与理论计算结果一致。 2．2 二次函数发生器 此函数表达式为：，该函数由乘法器构成的平方电路和由运放3554AM构成的比例相减电路的组合电路来实现。设计电路如图2所示。 运放有两个输入和一个输出，分别加在同相边和反相边，可由叠加原理算出，Uo=Uo1+Uo2，将图2中反相边置于零，此时电路起一个同相放大作用，又因电路中加入了乘法器，则有：。而同理将正相边置于零，此时电路又起一个反相放大作用，则：，所以总输出电压值Uo为： 。代入各电阻值可得：，即得到二次

基于Multisim10的振幅调制与解调电路设计与仿真综述

基于Multisim10的振幅调制与解调电路设计与仿真 摘要：信号调制可以将信号的频谱搬移到任意位置，从而有利于信号的传送，并且使频谱资源得到充分利用。调制作用的实质就是使相同频率范围的信号分别依托于不同频率的载波上，接收机就可以分离出所需的频率信号，不致互相干扰。这也是在同一信道中实现多路复用的基础。而要还原出被调制的信号就需要解调电路。所以现在调制与解调在高频通信领域有着更为广泛的应用。 关键词：振幅调制与解调，检波失真，参数选取 一、振幅调制电路原理及工作过程 首先将语音（调制）信号叠加直流后再与载波相乘，本电路采用乘法调幅进行调制 语音信号频谱为300错误！未找到引用源。到3400错误！未找到引用源。,这里选择频率为1000错误！未找到引用源。的信号模拟语音信号。选择2M错误！未找到引用源。作为载波信号。让模拟语音信号（调制信号）与载波信号经过乘法器产生调制系数错误！未找到引用源。=0.2的普通调幅波。如图： 图1（调制电路电路图）

图2（调制信号与调幅波仿真图） 二、解调电路工作原理及说明 普通调幅波的包络反映了调制信号的变化规律，其中大信号检波电路利用了二极管的整流工作原理。 解调电路输入信号为载波为2M错误！未找到引用源。，调制信号为1000错误！未找到引用 源。，调制系数错误！未找到引用源。=0.2的普通调幅波，电路如图: 图3（解调电路图）

图4（调幅波波形） 图5：（电路输出解调端波形） 我们可以看到输出波形周期为1.002ms,输出信号频率为1000错误！未找到引用源。说明解调电路成功解调出调制信号。 三、解调(检波)电路元件参数的选取 电路元件参数主要是基于检波效率、滤波效果来选取的。其中滤波效果中的检波失真是决定解调电路元件参数的主要方面。 （一）、大信号检波器存在的两种失真对参数选取的影响

基于Multisim10的克拉泼振荡器的仿真设计(定稿).

目录 摘要 (1) 关键词 (1) 1.引言 (1) 1.1Multisim10的介绍 (1) 1.2正弦波振荡器的现状及发展趋势 (2) 2.克拉泼振荡器原理 (2) 2.1克拉泼振荡器的电路 (2) 2.2克拉泼振荡器的参数分析 (3) 2.2.1克拉泼振荡器的起振条件 (3) 2.2.2克拉泼振荡器的振荡频率 (4) 2.2.3克拉泼振荡器的参数影响 (5) 2.2.4克拉泼振荡器的主要特点 (5) 3.克拉泼振荡器的仿真与调试 (6) 3.1克拉泼振荡器的仿真分析 (6) 3.2电容参数改变对波形的影响 (9) 总结 (9) 参考文献 (9) 致谢 (11)

基于Multisim10的克拉泼振荡器的仿真设计 XXX，电子信息系 摘要：随着科学技术的发展，振荡器在各领域中的运用越来越广泛，如通信、 电子、航海航空航天等领域扮演重要的角色。本文的主要内容是利用Multisim 对克拉泼振荡器进行仿真分析。首先介绍了克拉泼振荡器的由来、电路分析和参数分析，通过对振荡器的各大组成部分的基本原理、功能及应用的分析，从理论上画出合适的电路原理图。然后再利用Multisim对克拉泼振荡电路进行仿真分析，可以得到电路的仿真波形是一串连续的正弦波，改变电路的电容参数，会使正弦波发生失真。 关键词：克拉泼振荡器；仿真；Multisim The design and simulation of Clapp oscillator based on Multisim10 Lv Wandong, Department of Electronic Information Abstract: With the development of science and technology,the oscillator is used widely in various fields,such as communication,electronics,maritime aerospace and other fields play an important role.The main content of this paper is to use Multisim simulation analysis of Clapp Oscillator is the major part of the analysis of basic principle,function and application of theoretically draw the right circuit simulation analysis,can get the circuit simulation waveform is a sequence of sine wave,change the parameters of the capacitance of the circuit,can make sine wave distortion occurs. Key words: Clapp Oscillator; Simulation; Multisim 1.引言 1.1Multisim10的介绍 Multisim是Interactive Image Technologies公司推出的以Windows为基础的仿真工具，使用于班级模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形出入，电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力，为适应不同的 应用场合，Multisim推出了许多版本[1]。而Multisim10是最新的版本，它是一个

基于Multisim 10的晶闸管调光电路的设计与仿真分析

重庆五一技师学院电气工程系 教师实践活动 任务书 项目题目：基于Multisim10的晶闸管调光电路的设计与仿真分析 项目要求：通过调节晶闸管对灯光闪烁时间进行调节 项目分析：考虑到Multisim10的电路仿真效果极佳，并且能对课程教学的开展将有很大的作用，所以此次 电气工程系教师实践活动，晶闸管调光电路的设 计是采用Multisim10进行仿真。 项目结论：所设计电路能通过调节晶闸管控制端的电压，对灯光闪烁时间进行调节。 活动时间：2012-10-10~2010-11-15 项目团队成：彭智帮（理论）、杨帆（实习）

基于Multisim10的晶闸管调光电路的设计与仿真分析 调光电路在日常生活中应用较为广泛。在教学中，它不仅是学习晶闸管应用的入门电路，也是中级维修电工电子技能实训的经典项目。调光电路内容涉及广，具体包括晶闸管、单相半波可控整流电路、单结晶体管触发电路等工作原理，以及控制角和同步触发的概念、控制角对被控电压的影响等。对于学生来说，要理解和掌握这些知识点，借助传统的仪器仪表获取波形图来分析无疑具有很大的挑战性。利用Mult isim10软件进行实验仿真，可以动态直观地观察不同参数对调光电路性能的影响，对于理解原理，熟悉调试过程具有很大的帮助。 1Multisim10简介 Multisim10是美国国家仪器公司最新推出的版本。Multisim10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”，是一个原理电路设计、电路功能测试的虚拟仿真软件。 Multisim10的元器件库提供了千种电路元器件供实验选用，也可以新建或扩充已有的元器件库，因此也很方便的在工程设计中使用。Mu ltisim10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、字信号发生器等。 Multisim10不仅可以设计、测试和演示各种电子电路，而且还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、时域和频域分析等电路分析方法，以帮助设计人员分析电路的性能。 2调光电路设计 2.1电路组成 调光电路如图1所示，由整流电路、触发电路和主电路3部分组成。VD1～VD4组成的桥式整流电路和稳压管VD2组成的稳压电路产生一个梯形波电压，用来作为单结晶体管的电源电压，也用来保证触发电路与主电路同步。充电回路(R2+R3)C1和可编程单结晶体管PUT构成触发电路，用来产生晶闸管的同步触发脉冲。主电路由晶闸管VT1和照明灯X1组成，电源直接由220V市电提供。 2.2调光原理 接通电源前，电容C1上电压为零。接通电源后，电容C1经由R2、R3充电，