Multisim14电子系统仿真与设计第2章-M课件.ppt

1、第2章 快速入门CHINA MACHINE PRESS2.1 NI Multisim14套件概况 NI Multisim14设计套件由一组EDA工具软件构成，其中包含Multisim、Ultiboard、Multisim MCU，以及用于教学的Multisim虚拟面包板、Virtual ELVIS、Ladder Diagrams等。 本章通过一个例子，介绍在Multisim14软件中完成从电路设计到仿真完成的全过程。 本例设计的电路功能：采集一个小的模拟信号，模拟信号由正弦波发生器产生，输出电压为0.2V，再经过运算放大器放大到逻辑门电路（Transistor-Transistor Logic

2、，TTL）芯片能接受的电压值，用一位十进制计数器进行计数并显示其脉冲数量。2.2 NI Multisim14原理图的输入和仿真 （1）打开Multisim14工作平台 1）单击“开始”“所有程序”“NI Multisim14”命令。 2）双击Multisim14应用程序快捷方式图标 。2.2 NI Multisim14原理图的输入和仿真2.2.1 原理图的输入1创建原理图 （2）更改电路名称 在菜单栏中选择“File”“Save As”命令，系统弹出标准的Windows 存储对话框，修改文件名称由“Design1”改为“实验电路.ms14”，然后单击“Save”按钮。2.2 NI Multis

3、im14原理图的输入和仿真2.2.1 原理图的输入1创建原理图 （2）更改电路名称 在菜单栏中选择“File”“Save As”命令，系统弹出标准的Windows 存储对话框，修改文件名称由“Design1”改为“实验电路.ms14”，然后单击“Save”按钮。2.2 NI Multisim14原理图的输入和仿真2.2.1 原理图的输入1创建原理图 （3）打开一个已存在的文件 选择“File”“Open”命令，找到已存在的文件存放的路径，选中此文件，单击“Open”按钮即可打开文件。Multisim14也可以直接打开早期Multisim版本的文件或其他仿真软件的文件。2.2 NI Multis

4、im14原理图的输入和仿真2.2.1 原理图的输入1创建原理图 （1）打开“实验电路.ms14”文件。2.2 NI Multisim14原理图的输入和仿真2.2.1 原理图的输入2放置元器件 （2）寻找所要的元器件 选择“Place”“Component”，弹出“Select a Component”对话框，或者单击鼠标右键，选择“Place”“Component”命令，系统弹出“Select a Component”对话框。2.2.1 原理图的输入2放置元器件 （2）寻找所要的元器件 选择“Place”“Component”，弹出“Select a Component”对话框，或者单击鼠标右

5、键，选择“Place”“Component”命令，系统弹出“Select a Component”对话框。2.2.1 原理图的输入2放置元器件 （2）寻找所要的元器件 选择“Place”“Component”，弹出“Select a Component”对话框，或者单击鼠标右键，选择“Place”“Component”命令，系统弹出“Select a Component”对话框。选择本例中需要的元器件SEVEN_SEG_COM_A_BLUE。2.2.1 原理图的输入2放置元器件 （3）把SEVEN_SEG_COM_A_BLUE放到工作台上 单击“OK”按纽后，被选中的SEVEN_SEG_COM

6、_A_BLUE随鼠标移动，到达工作区相应的位置单击鼠标，此器件被放到工作台上。2.2.1 原理图的输入2放置元器件 注意：此元器件在“实验电路.ms14”文件中的参考序列号（RefDes）为“U1”。 （4）RLC元器件 按照放置相同的方法将电路中所需的元件和计数显示部分的芯片放置到工作台上。2.2.1 原理图的输入2放置元器件 （5）元器件旋转 以SPDT为例，首先用鼠标选中SPDT，然后按住Ctrl键，单击R键一次，顺时针旋转元器件90，单击R键两次，元器件旋转了180，以此类推。另有一种操作是用鼠标右键单击要改变方向的元器件，在弹出菜单中，选择不同的翻转命令即可实现不同角度的旋转。按住C

7、trlShift组合键后，再按R键一次，元器件逆时针旋转90。2.2.1 原理图的输入2放置元器件 （6）元器件参数设置 选中交流信号源，双击鼠标左键，系统弹出“AC_POWER”对话框，可以对交流信号源电压、频率、相位等13项参数进行设置，本例中要求交流信号源输出电压值由原来的120V改变为0.2V，频率由原来的1Hz改变为1kHz，改变后单击“OK”按钮。2.2.1 原理图的输入2放置元器件 （7）元器件的RefDes 各元器件的RefDes参考序列号“U1”、“U2”、是按选取元器件放置到工作区的先后顺序自动生成的。2.2.1 原理图的输入2放置元器件（8）复制元器件 放置相同元器件时，

8、可以先选中要复制的元器件，选择“Edit”“Copy”命令，然后再用“Edit”“Paste”命令，同样也可以从“In Use List”库中去寻找。凡放置在工作台上元器件，都能在“In Use List”库中寻找得到，再把其拖放置到工作台上，这样做的目的是为了提高绘制电路图的工作效率。 2.2.1 原理图的输入2放置元器件（1） （十字形）鼠标 当鼠标箭头移近元器件引脚或仪器接线柱时，鼠标箭头自动变为十字形，移动鼠标使十字形对准要接线引脚，单击鼠标则此引脚就连上线了，也就是连线的起始点，此时移动鼠标使十字形移动到要连接的线的另一端，再单击鼠标左键，则一条电路连线就完成了。2.2.1 原理图的

9、输入3电路连线（2）连接线排列调整 把鼠标移动到要改变的连线旁，单击鼠标右键，选中此线后的鼠标变成双向箭头 ，把鼠标指示器移到要修改的接线端，鼠标指示器变成这种 形式，单击左键，原本已固定的线头跟着鼠标走，移动到正确的接点，再单击左键即可。2.2.1 原理图的输入3电路连线（3）总线连接 图中的U3与R4之间可以用总线相连接，使电路图更简洁明了。方法如下：选择“Place”“Bus”命令，在电路窗口中的合适位置点击鼠标左键，拖动鼠标即可看见绘制了一条较粗的总线，在合适的位置双击鼠标总线绘制完成。2.2.1 原理图的输入3电路连线（3）总线连接 将U3和R4所有的管脚均连接到总线上，连线方法与上

10、述内容一致，但每接好一个管脚均出现一个“总线入口连接”编辑窗口，在该窗口中需要定义该连线的名称，例如可以把U3的QA管脚与总线相连的线定义为“1”，点击“OK”，则在该连线旁出现名称“1”，同时在名称后面的括号中显示该节点在整个电路中的标号。2.2.1 原理图的输入3电路连线（3）总线连接 在连接R4各管脚到总线上时，需使R4与U3各相应管脚名称一致，才能保证正确的连接关系。要确保R4与U3各相应管脚名称一致，可以在R4各管脚的“总线入口连接”编辑窗口中，直接双击“Available bus lines”文本框中所列出的相应的U3管脚名称。2.2.1 原理图的输入3电路连线（1）交互式元器件

11、在实验电路.ms14中，J1、J2 和 R2为交互式的元器件，在电路仿真时，为了操作方便，交互式的元器件J1、J2 和 R2必须在计算机键盘上设置相应操作键。先把鼠标移至在元器件参考序列号（RefDes）上，双击鼠标，系统弹出如图所示的“SPDT”对话框，设置E键代表J1，L键代表J2，A键代表R2。2.2.2 电路功能仿真1虚拟仪器（2）示波器 1）选择“Simulate”“Instruments”“ Oscilloscope”命令，用鼠标把示波器放置在工作台上。2）在工作台右边的仪器工具栏中找到示波器图标 ，其余操作同上。2.2.2 电路功能仿真1虚拟仪器（2）示波器2.2.2 电路功能仿

12、真1虚拟仪器示波器输入通道连接到电路中需要测试的节点上，方法同上节引脚之间的连线相同。（4）仿真2.2.2 电路功能仿真1虚拟仪器 选择“Simulate”“Run”命令或按下 按钮，仿真开始。调整示波器扫描时基到2ms/Div和A通道的比例刻度为500mV/Div，会看到如图所示的仿真结果。仿真时，7段数码管向上计数，LED（发光二极管）在每10个脉冲后闪烁一次。 用AC Analysis（交流分析）对电路进行分析，检测运算放大器输出信号的频率响应。2.2.2 电路功能仿真2电路分析 （1）被分析网络的命名 运算放大器输出信号是第6引脚，移动鼠标箭头到第6引脚连接线上双击左键，系统弹出“Ne

13、t Properties”对话框，本例中把网络名称改为“analog_out”。 用AC Analysis（交流分析）对电路进行分析，检测运算放大器输出信号的频率响应。2.2.2 电路功能仿真2电路分析 （1）被分析网络的命名 运算放大器输出信号是第6引脚，移动鼠标箭头到第6引脚连接线上双击左键，系统弹出“Net Properties”对话框，本例中把网络名称改为“analog_out”。2.2.2 电路功能仿真2电路分析（2）AC Analysis设置选择 “Simulate”“Analysis and Simulation”“AC Sweep”命令，系统弹出“AC Sweep”对话框。（3

14、）“Output”选项卡 在上图左边的电路参数选项中，选中“Vanalog-out”选项，则analog_out变亮了。再单击“Add”按钮，把analog_out移到右边的被选择电路参数分析框中去。2.2.2 电路功能仿真2电路分析（4）“Run”按钮单击“Run”按钮，运算放大器输出信号的频率响应分析结果显示在图示仪中，图上半部分是幅频响应曲线，下半部分是相频响应曲线。如果不合设计要求，可以对电路中元器件参数作适当调整，直到满意为止。2.2.2 电路功能仿真2电路分析“Simulate”“Postprocesser”命令打开后处理对话框，可以对电路分析结果的数据进行后处理，后处理就是利用数

15、学函数再作处理，把电路要分析的具体对象，用图表或数据表格等凸现出来。2.2.2 电路功能仿真3后处理（1）材料清单表格该报告提供元器件的信息如下： 提供某一种元器件的数量； 提供元器件的类型（如电阻）和标称值（5.1k，在本软件中用5.1kW）； 提供每一个元器件在设计电路中的参考序列号RefDes； 提供每一个元器件的封装；2.2.3 报告输出 Multisim14允许电路产生各种报告，如元器件的材料清单（BOM）、元器件的详细信息列表、网表、电路图统计表、空闲逻辑门和对照报告。（2）创建材料清单（BOM）表格 步骤：在主菜单中单击“Reports”下拉菜单，在下拉菜单中选择“Bill of Materials”命令，则系统弹出材料清单表格。2.2.3 报告输出 材料清单表格保存：上图中有一个保存图标，可把清单保存成一个单独的文件。材料清单表格中不包括电源和虚拟的元器件。2.2.3 报告输出 若要了解设计电路包含多少虚拟的元器件，上图中有一个虚拟图标 ，单击虚拟图标 ，系统弹出虚拟材料清单表格。