Multisim教程.docx

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Multisim教程

教学内容：

第1章绪论

教学方法与手段

授课教师：

李媛华

授课对象：

05电子1/2班;05计控1/2班

授课时间：

2007上学期

教学目的：

１、了解EDA技术的内涵和范畴

　２、掌握本书使用软件的安装

授课提纲：

1、EDA技术概述

2、常用EDA软件

3、本书使用的主要软件安装

实施方法：

多媒体教学、软件安装过程演示

详细内容:

1.1EDA技术概述

1.EDA技术

EDA技术（ElectronicDesignAutomatic的简称，电子设计自动化）是在电子CAD（计算机辅助设计，ComputerAidedDesign）技术基础上发展起来的计算机设计软件系统。

它是计算机技术、信息技术和CAM（计算机辅助制造）、CAT（计算机辅助测试）等技术发展的产物。

电子产品从系统设计、电路设计到芯片设计、PCB设计都可以用EDA工具完成，其中仿真分析、规则检查、自动布局和自动布线是计算机取代人工的最有效部分。

利用EDA工具，可以大大缩短设计周期，提高设计效率，减小设计风险。

EDA技术分为三个阶段。

七十年代为CAD阶段，建立了国际通用的Spice标准模型，并逐步开始用计算机辅助进行IC版图编辑、PCB布局布线，取代了手工操作，产生了计算机辅助设计的概念。

八十年代为CAE（ComputerAidedEngineering，计算机辅助工程）阶段，新增了电路功能设计和结构设计，并且通过网络表将两者结合在一起，实现了工程设计，CAE的主要功能是：

原理图输入、逻辑仿真、电路分析、自动布局布线、PCB后分析等。

九十年代以后为EDA阶段，人们开始追求贯彻整个设计过程的自动化，这就产生了EDA技术。

3.EDA技术的范畴

⑴系统级设计

设计人员针对设计目标进行功能描述。

⑵电路级设计

设计师确定设计方案，选择能实现该方案的合适元器件，进行仿真分析。

⑶物理级设计

物理级设计主要指ASIC、PLD器件设计、PCB板加工等，一般由半导体器件和PCB制造厂家完成。

1.2常用EDA软件

 1.电子电路设计与仿真工具

电子电路设计与仿真工具包括PSPICE、ElectronicWorkbench等。

2.PCB设计软件

PCB（PrintedCircuitBoard）设计软件种类很多，如Protel、OrCAD、TANGO、PowerPCB、PCBStudio等，目前在我国较流行的是Protel。

3.PLD设计工具

最有代表性的PLD厂家为Altera、Xilinx和Lattice公司。

1.3本书使用的主要软件安装

 1.安装multiSIM2001

①启动Windows2000，将光盘放入光驱，软件自行启动，出现图1-1所示的欢迎画面，单击【Next】按钮继续，屏幕弹出授权协议，阅读后单击【Yes】按钮接受协议。

②单击【Yes】按钮，屏幕出现系统升级对话框，单击【Next】按钮升级系统，如图1-2所示。

③系统升级完毕，弹出对话框提示重启微机，如图1-3所示。

④重新启动后，系统会自动继续安装进程，如果不能自动继续安装，可通过开始→程序→Startup→Setup继续安装。

系统提示欢迎信息和授权协议，单击【Yes】按钮继续安装。

⑤继续安装后，屏幕弹出对话框，要求输入用户信息，包括姓名、公司名称和20位的产品序列号（随软件提供），如图1-4所示，输入所需信息后单击【Next】按钮进入下一步

⑥单击【Next】按钮后，系统弹出对话框，再次单击【Next】按钮，继续安装，系统弹出对话框，提示指定安装的文件夹，如图1-5所示，用户可自行定义。

⑦单击【Next】按钮继续安装，屏幕提示选择安装类型，一般选择典型安装（Typical），单击【Next】按钮，屏幕弹出对话框提示指定程序组，如图1-6所示。

⑧指定完程序组后，单击【Next】按钮，系统开始复制文件，文件复制完毕，系统弹出信息对话框，提示要在15日内与供应商联系提供软件的释放密码，用于解除软件的15日限制。

⑨单击【确认】按钮后，屏幕弹出安装结束对话框，单击【Finish】按钮结束安装。

完成软件安装后，进入multiSIM2001，屏幕弹出图1-7所示的对话框，记住Signature（本机标记码）中的内容和序列号，登陆公司网站进行在线注册，用户将在24小时内在注册的电子油箱中收到ReleaseCode（授权确认码）。

在图1-7中单击【EnterReleaseCode】按钮，在弹出菜单的ReleaseCode栏中填入供应商提供的释放密码后，将解除15日的限制，此时该软件才能正常使用。

2.安装Protel99SE

①放入Protel99SE系统光盘片后，系统将激活自动执行文件，屏幕出现图1-8所示的欢迎信息。

如果光驱没有自动执行的功能，可以运行光驱中的setup.exe进行安装。

②单击【Next】按钮，屏幕弹出对话框，提示输入序列号，如图1-9所示。

正确输入供应商提供的序列号后单击【Next】按钮进入下一步。

③单击【Next】按钮后，屏幕提示选择安装路径，一般不作修改。

单击【Next】按钮，选择安装模式，一般选择典型安装（Typical）模式。

再次单击【Next】按钮，屏幕提示指定存放图标文件的程序组位置，如图1-10所示。

④设置好程序组后，单击【Next】按钮，系统开始复制文件，如图1-11所示。

⑤系统安装结束，屏幕提示安装完毕，单击【Finish】按钮结束安装，至此Protel99SE软件安装完毕。

3.安装MAX+plusII

⑴在WINDOWS系统下，将安装光盘插入光驱，安装程序会自动启动，屏幕弹出安装向导，如图1-12所示

⑵安装向导完成后，屏幕出现欢迎界面，单击【Next】按钮继续安装，屏幕弹出Altera公司关于MAX+plusII软件的授权许可协议，单击【Yes】按钮接受该协议，屏幕出现Information窗口，该窗口告诉用户如何获取许可文件，仔细阅读后单击【Next】按钮进入下一步。

⑶单击【Next】按钮后，屏幕弹出图1-13所示的用户信息窗口，用户填入自己的信息后单击【Next】按钮进入下一步。

⑷单击【Next】按钮后，屏幕弹出图1-14所示的选择安装方式窗口，推荐采用“FullInformation”（完全安装），选择完毕单击按钮【Next】按钮进入下一步。

⑸单击【Next】按钮后，屏幕弹出选择安装路径对话框，系统默认路径为C：

\maxplus2。

单击【Browse】按钮可以更改路径，选择完成单击【Next】按钮进入下一步。

⑹单击【Next】按钮后，依次选择好软件指南与示例的安装路径（系统默认为C：

\max2key）。

⑺单击【Next】按钮后，屏幕弹出选择要安装的程序组对话框，一般选择默认，并单击【Next】按钮进入下一步。

⑻单击【Next】按钮后，屏幕弹出图1-15所示的安装信息汇总窗口。

该窗口中列出了安装时的信息，包括用户信息、安装方式、安装路径和程序组名等。

单击【Back】按钮可以返回到前面的步骤进行修改，单击【Next】按钮进入下一步。

⑼单击【Next】按钮后，系统复制文件，进行安装。

安装完成，屏幕出现安装成功界面。

⑽软件安装成功后，系统自动弹Altera文件夹窗口，显示MAX+PLUSII组件的内容。

至此，MAX+PLUSII安装完毕。

讲授为主，结合例举法、启发式教学法，并充分发挥学生自主学习的积极性，进行有效的课堂讨论。

教学内容：

第2章multiSIM2001仿真电路创建

教学方法与手段

授课教师：

李媛华

授课对象：

05电子1/2班;05计控1/2班

授课时间：

2007上学期

教学目的：

１、熟悉multiSIM2001基本界面

　２、掌握绘制仿真电路的具体步骤３、会放置基本的元器件

授课提纲：

１、multiSIM2001基本界面

２、绘制仿真电路

３、放置元器件

实施方法：

多媒体教学、通过软件操作实例演示

详细内容:

单击任务栏上“开始”→“程序”→“multiSIM2001程序组”→

“multiSIM2001”，进入multiSIM2001主窗口，如图2-1所示。

图2-1为multiSIM2001主窗口，图中为一个由电阻、电容、三极管等元件组成的单管放大电路，使用的测试仪器为双踪示波器，其中双踪示波器上显示了当前的分析结果，从图中可以看出要绘制一个完整的电路必须使用到元件、节点、连线等。

主窗口主要由电路工作区、菜单栏、工具栏、元器件栏、仿真开关等组成。

2.1.2multiSIM2001主要工具栏

系统工具栏如图2-2所示，设计工具栏如图2-3所示。

设计栏中各个按钮的名称及其功能如表2-1所示。

2.1.3multiSIM2001元器件库栏

元器件库栏有两种工业标准，即ANSI（美国标准）和DIN（欧洲标准），每种标准采用不同的图形符号表示。

multiSIM2001提供有实际元器件和理想元器件，实际元器件是具有实际标称值或型号的元器件，一般提供有元件封装；理想元器件用户可随意定义其数值或型号。

理想元器件和实际元器件在打开的部件箱中以不同的颜色显示，前者默认为绿色。

2.2绘制仿真电路

进行电路仿真实验前必须先搭接好线路，仿真电路的建立主要包括以下几个过程。

⑴新建电路文件。

⑵设置电路工作窗口。

⑶选择和放置元器件。

⑷连接线路。

⑸设置元器件参数。

⑹调用和连接仪器。

2.2.1文件建立与打开

1.新建电路文件

选择FileNew创建新电路文件，系统自动产生“circuit#”的电路文件，其中#代表一个连续的数字，在电路文件未保存之前，其文件名为“circuit#.msm”，在该工作窗口内可以进行仿真电路的创建。

2.打开已有文件

选择FileOpen打开已有的电路文件，屏幕弹出图2-5所示的对话框，选择路径，选中文件并单击“打开”按钮即可打开该电路文件。

2.2.2定制用户界面

multiSIM2001允许自行对界面进行设置。

1.设置图纸大小

选择OptionPreferences（参考选项），单击Workspace选项卡，屏幕弹出图2-6所示窗口。

在SheetSize设置标准图纸大小；CustomSize用于自定义图纸大小；Inches（英寸）和Centimeters（厘米）用于设置单位制；Orientation用来设置图纸放置方向。

2.设置栅格、页边缘和标题栏的显示状态

图2-6中，Show栏设置电路图栅格、页边缘和标题栏显示状态，点击复选框打“”后选中该项。

执行ViewShowGrid（显示栅格）、ShowPageBounds（显示页边缘）和ShowTitleBlockandBorder（显示标题栏）可设置显示或隐藏状态。

图2-7所示为使用栅格和标题栏的电路。

3.设置电路图选项

选择OptionsPreferences，单击Circuit选项，屏幕弹出图2-8所示的电路图选项对话框。

其中Show区用于设置元器件标号、参考编号、属性、标称值和节点号显示状态；Color区用于设置电路图颜色，在下拉列表框中可以选择四种固定配色方案或Custom（定制），当选择Custom，可自行进行电路图背景、连接线、元器件颜色设置。

4.设置元器件符号标准

在图2-8中点击ComponentBin（部件箱）选项，屏幕弹出对话框，在Symbolstandard区设置元器件符号标准，其中有DIN和ANSI两种标准。

选择不同的符号标准，在元器件库中以不同的符号表示，其中DIN标准比较接近我国国标符号。

5.自动备份设置

在图2-8中单击Miscellaneous选项卡，选中Autobackup可以设置自动备份时间。

6.字体、字号设置

在图2-8中单击Font（字体）选项卡可以设置元器件标号、标称值、管脚号、节点号、说明文字等的字体和字号大小等。

2.2.3放置元器件

1.放置理想元件

用鼠标单击元器件所在库，即可打开相应的部件箱，其中背景为绿色的元件为理想元件。

在部件箱中找到所需的理想元件，单击该元件，移动光标到合适的位置后，再次单击鼠标，元件就放置于工作区中，如图2-11所示，理想元件的标称值都是固定的。

⑴设置元件标称值

双击元件，屏幕上弹出图2-12所示元件特性设置对话框，单击图2-12中的Value选项卡，在Resistance栏中键入元件的标称值即可，理想元件的标称值可以任意设置。

⑵设置元器件标号

单击Label选项卡，屏幕出现图2-13所示的对话框。

Label（标号）可以由用户根据电路自行设定，ReferenceID（参考编号）是由系统自动定义，而且必须是唯一的，一般情况下不要修改参考编号。

2.放置实际元件

用鼠标单击元器件中的实际元件，屏幕弹出图2-14所示的对话框，在其中选择需要的标称值后单击【OK】按钮放置元件，图中放置的是1.0k的电阻。

3.放置多功能单元的元件

某些元器件（如某些集成电路）存在多个功能单元，放置这些元件时，屏幕将提示选择对应的功能单元。

如7400N共有四个与非门，放置元件时，屏幕弹出元器件浏览屏，选择所需的元件7400N，单击【OK】按钮，屏幕上弹出选择功能单元菜单，如图2-17所示，从中选择功能单元A（或B、C、D）后即完成放置74OON的第1个与非门，元件的标号自动设置为U1A，表示选择的是第一个功能单元，此时可以继续选择放置功能单元B、C、D；若要取消放置状态，可以单击【Cancel】按钮。

讲授为主，结合例举法、启发式教学法，并充分发挥学生自主学习的积极性，进行有效的课堂讨论。

实际元件的参数修改是通过元件的更换（Replace）和编辑模型（EditModel）来进行的。

双击元件，屏幕弹出图2-15所示的对话框，图中Replace按钮用于更换新元件型号，EditModel按钮用于修改元件模型参数，图2-16中为三极管2N2712的参数设置对话框。

教学内容：

元器件的布局、连线方法

教学内容：

第1章绪论

教学方法与手段

授课教师：

李媛华

授课对象：

05电子1/2班;05计控1/2班

授课时间：

2007上学期

教学目的：

１、熟悉元器件布局调整方法

　２、连线时能对简单故障进行处理３、掌握原理图中的文字描述的方法

授课提纲：

１、元器件的布局调整、连线方法

２、元件故障设置

３、原理图中的文字描述的方法

实施方法：

多媒体教学、通过软件操作实例演示

详细内容:

1.选中元器件

⑴选择某个元器件，可用鼠标左键单击该元器件；选中多个元器件，可在按住键的同时，依次单击要选中的元器件；选中某一区域的元器件，可以在电路工作区中拖曳出一个矩形区域，该区域内的元器件同时被选中。

⑵采用Find菜单命令。

当电路中元器件数目较多时，直接选中元件比较困难，可以执行菜单ViewFind（搜索）来选取。

2.元器件移动

移动一个元器件，通过选中该元器件图标后拖动光标来实现；移动一组元器件，先选中这些元器件，然后用鼠标左键拖曳其中的任意一个元器件，则所有选中的元器件都会一起移动。

元器件移动后，与其相连接的导线会自动重新排列。

3.元器件旋转和翻转

将光标移动到元件上，单击鼠标右键，屏幕弹出一个元器件调整快捷菜单，如图2-20所示，从中选择相应菜单即可完成相应功能。

选中FlipHorizontal实现水平翻转；选中FlipVertical实现垂直翻转；选中90Clockwise实现顺时针旋转90；选中90CounterCW实现逆时针旋转90。

4.元器件复制和删除

在图2-20中，选中菜单Copy复制当前选中元件；执行菜单Cut剪切当前选中元件。

选中元件后，单击键盘上的键可以删除选中的元件。

5.调整可调元器件

对于电位器、可变电容、可变电感和开关等可调元件，在仿真过程中是通过键盘上的按键来控制的。

在工作区中放置一只电位器，双击该电位器，屏幕弹出图2-21所示为电位器控制键设置窗口。

元件中的“key=a”中“a”为控制键，一般修改为所需的字母，按键不能重复，以免多个元件同时受控于同一个按键；“50%”为当前阻值的百分比。

图中的Key用于设置控制键，Decrease表示递减，Increase表示递增，图中设置为按“a”减小阻值，按“A”增大阻值，大小

写变换可以通过键盘上的键进行，控制键可以自行改变；Increment栏用于设置每次调整的百分比，图中设置为5%。

2.2.5线路连接

1.自动连线

自动连线时将光标指向第一个元器件的管脚上，光标变为“＋”号，单击鼠标左键开始连线，移动光标屏幕将自动拖出一条连线，将光标移动到下一个元器件管脚处，再次单击鼠标左键，系统自动产生一条连线，如图2-22所示。

2.手工连线

在电路图比较大时，自动布线时可能会出现不必要的绕行，造成电路图比较复杂，读图困难，此时可以选择手工连线。

手工连线可以在光标移动过程中改变导线的路径，即每单击一次鼠标左键就可以改变一次导线路径，如图2-24所示。

3.修改走线

某些线连接好后，想进行局部调整，可以单击该连线，连线上出现很多拖动点，单击两拖动点之间的连线，光标变成双箭头，拖动箭头实现正交修改；如果单击拖动点，则该点上出现三角箭头，此时拖动箭头实现任意角度的走线，如图2-25所示。

4.连线颜色设置

对于复杂电路图，为了便于读识图和波形观测，通常将电路中某些特殊的连线及仪器的连接线设置为不同颜色。

用鼠标右击要改变颜色的连线，在弹出的菜单中选择Color...，然后选择合适的颜色，单击【OK】按钮，完成导线颜色的设置。

5.节点的使用

在连线过程中，如果连线一端为元器件管脚，另一端为导线，则在导线交叉处系统自动打上节点。

若连线的起点不是元器件管脚或节点，则需要执行菜单PlacePlaceJunction在电路中手工添加节点。

在连接过程中，一个节点最多可以连接四个方向的连线。

6.设置节点特性

在电路连接时，系统对电路中的每一个节点自动分配一个节点号，在进行仿真分析时需要使用节点号。

双击连线，屏幕弹出节点特性设置对话框，其中NodeName用于设置节点号，在同一电路中，节点号必须是唯一的；PCBTrackWidth用于设置PCB布线的宽度。

7.删除连线和节点

选中元器件，执行菜单EditDelete或按键盘上的键，可实现元器件删除操作，元器件删除后，与其相连的导线自动消失。

2.2.6元件故障设置

在进行电路分析时，有时要观察元件故障时的电路变化，multiSIM2001提供有元件故障模拟功能。

双击元件，屏幕弹出图2-29所示元件特性对话框，选择Fault进行元器件的故障模拟设置。

元器件故障模拟设置有None（无故障）、Open（开路）、Short（短路）和Leakage（漏阻）四种类型，当选择漏阻时，可设置其漏阻阻值大小。

设置故障时必须先选故障类型，然后选择管脚。

图2-29中选择的是Open故障，单击“确定”按钮完成设置。

2.2.7原理图中的文字描述

1.添加文字说明

执行菜单PlacePlaceText，在工作区中需要放置文字说明的地方单击一下，即可输入文字，单击鼠标右键结束输入。

2.添加电路描述

电路描述是对电路的详细说明，它随电路一起保存，用户可以随时打开并加以修改。

执行菜单Place→PlaceTextDescriptionBox，屏幕弹出放置电路描述窗口，在窗口内输入描述文字后，单击【OK】按钮，保存内容并关闭窗口。

查看电路描述，可以执行菜单View→ShowTextDescriptionBox打开电路描述窗口。

3.电路图标题栏内容设置

执行OptionsModifyTitleBlock设置标题栏的内容，其中Title用于设置图纸的名称，Description用于说明该图的具体内容，Designed用于填写设计者，Checked用于填写检查者，Approved用于填写批准者，设置好的对话框如图2-31所示。

讲授为主，结合例举法、启发式教学法，并充分发挥学生自主学习的积极性，进行有效的课堂讨论。

用鼠标单击连线或节点，按键盘上的键，可以删除连线或节点。

教学内容：

multisim2001虚拟仪器的使用

教学方法与手段

授课教师：

李媛华

授课对象：

05电子1/2班;05计控1/2班

授课时间：

2007上学期

教学目的：

１、了解指示器件的使用

　２、会简单的常用的仪器的参数的设置３、掌握仪器的基本操作

授课提纲：

１、常用指示器件电流表、电压表的使用

２、常用指示器件的使用

３、仪器的基本操作

实施方法：

多媒体教学、通过软件相应操作进行演示

详细内容:

3.1常用指示器件的使用

1.电压表、电流表的使用

在指示器件库（Indicators）中提供有电压表（Voltmeter）和电流表（Ammeter），如图3-1所示，双击电压表或电流表，屏幕弹出仪表设置对话框，单击Value选项卡，设置仪表参数，图3-2中的Resistance栏用于设置内阻，一般为提高测量精度，电压表的内阻要设置大一些，电流表的内阻要设置小一些；Mode下拉列表框用于选择交流（AC）、直流（DC）工作方式。

2.电压探测器、灯泡、条形光柱的使用

电压探测器相当于一个发光二极管，但它是一个单端元件，当其端电压大于设定值时，探测器被点亮。

灯泡的额定电压对交流信号而言是指其最大值，当加在灯泡两端的电压在额定电压的50%～100%时，灯泡一边亮；当在额定电压的100%～150%时，灯泡两边亮；当大于额定电压的150%时，灯泡被烧毁。

对于直流而言，灯泡发出稳定的灯光；对于交流而言，灯泡将一闪一闪地发光。

条形光柱类似于几个LED发光二极管的串联，当电压超过某个电压值时，相应的LED之下的数个LED全部点亮，它可以指示当前的电平状态。

3.数码管的使用

七段数码管的每一段与引脚之间有唯一的对应关系，在某一引脚上加高电平，其对应的数码段就发光显示，如果要用七段数码管显示十进制数，需加上一个译码电路。

带译码的8421数码管有4个引脚线，从左到右分别对应4位二进制数的高位至低位，可显示0～F之间的16个数。

数码管有两类，即七段数码管（SEVEN_SEG_DISPLAY）和带译码的8421数码管（DCD_HEX），其外观如图3-5所示。

3.2常用虚拟仪器的使用

3.2.1仪器的基本操作

虚拟仪器有仪器按钮、仪器图标和仪器面板3种表示方式。

图3-6所示为数字万用表的图标、面板图及仪器工具栏，图标上有对应的接线柱。

仪器存放在仪器库栏，移动光标到适当位置单击放置该仪器。

仪器的图标用于连接线路。

双击仪器图标可打开仪器的面板。

3.2.2数字万用表（Multimeter）

数字万用表可以在电路两节点之间测量交直流电压、交直流电流、电阻和分贝值，它能自动调整量程。

图3-7所示为数