第2章快速入門CHINAMACHINEPRESS2.1NIMultisim14套件概況NIMultisim14設(shè)計套件由一組EDA工具軟件構(gòu)成，其中包含Multisim、Ultiboard、MultisimMCU，以及用于教學(xué)的Multisim虛擬面包板、VirtualELVIS、LadderDiagrams等。

本章通過一個例子，介紹在Multisim14軟件中完成從電路設(shè)計到仿真完成的全過程。

本例設(shè)計的電路功能：采集一個小的模擬信號，模擬信號由正弦波發(fā)生器產(chǎn)生，輸出電壓為0.2V，再經(jīng)過運(yùn)算放大器放大到邏輯門電路（Transistor-TransistorLogic，TTL）芯片能接受的電壓值，用一位十進(jìn)制計數(shù)器進(jìn)行計數(shù)并顯示其脈沖數(shù)量。2.2NIMultisim14原理圖的輸入和仿真

（1）打開Multisim14工作平臺1）單擊“開始”→“所有程序”→“NIMultisim14”命令。2）雙擊Multisim14應(yīng)用程序快捷方式圖標(biāo)

。2.2NIMultisim14原理圖的輸入和仿真2.2.1原理圖的輸入1．創(chuàng)建原理圖

（2）更改電路名稱

在菜單欄中選擇“File”→“SaveAs”命令，系統(tǒng)彈出標(biāo)準(zhǔn)的Windows存儲對話框，修改文件名稱由“Design1”改為“實驗電路.ms14”，然后單擊“Save”按鈕。2.2NIMultisim14原理圖的輸入和仿真2.2.1原理圖的輸入1．創(chuàng)建原理圖

（2）更改電路名稱

在菜單欄中選擇“File”→“SaveAs”命令，系統(tǒng)彈出標(biāo)準(zhǔn)的Windows存儲對話框，修改文件名稱由“Design1”改為“實驗電路.ms14”，然后單擊“Save”按鈕。2.2NIMultisim14原理圖的輸入和仿真2.2.1原理圖的輸入1．創(chuàng)建原理圖

（3）打開一個已存在的文件

選擇“File”→“Open”命令，找到已存在的文件存放的路徑，選中此文件，單擊“Open”按鈕即可打開文件。Multisim14也可以直接打開早期Multisim版本的文件或其他仿真軟件的文件。2.2NIMultisim14原理圖的輸入和仿真2.2.1原理圖的輸入1．創(chuàng)建原理圖

（1）打開“實驗電路.ms14”文件。2.2NIMultisim14原理圖的輸入和仿真2.2.1原理圖的輸入2．放置元器件

（2）尋找所要的元器件

選擇“Place”→“Component”，彈出“SelectaComponent”對話框，或者單擊鼠標(biāo)右鍵，選擇“Place”→“Component”命令，系統(tǒng)彈出“SelectaComponent”對話框。2.2.1原理圖的輸入2．放置元器件

（2）尋找所要的元器件

選擇“Place”→“Component”，彈出“SelectaComponent”對話框，或者單擊鼠標(biāo)右鍵，選擇“Place”→“Component”命令，系統(tǒng)彈出“SelectaComponent”對話框。2.2.1原理圖的輸入2．放置元器件

（2）尋找所要的元器件

選擇“Place”→“Component”，彈出“SelectaComponent”對話框，或者單擊鼠標(biāo)右鍵，選擇“Place”→“Component”命令，系統(tǒng)彈出“SelectaComponent”對話框。選擇本例中需要的元器件SEVEN_SEG_COM_A_BLUE。2.2.1原理圖的輸入2．放置元器件

（3）把SEVEN_SEG_COM_A_BLUE放到工作臺上

單擊“OK”按紐后，被選中的SEVEN_SEG_COM_A_BLUE隨鼠標(biāo)移動，到達(dá)工作區(qū)相應(yīng)的位置單擊鼠標(biāo)，此器件被放到工作臺上。2.2.1原理圖的輸入2．放置元器件

注意：此元器件在“實驗電路.ms14”文件中的參考序列號（RefDes）為“U1”。

（4）RLC元器件

按照放置相同的方法將電路中所需的元件和計數(shù)顯示部分的芯片放置到工作臺上。2.2.1原理圖的輸入2．放置元器件

（5）元器件旋轉(zhuǎn)

以SPDT為例，首先用鼠標(biāo)選中SPDT，然后按住〈Ctrl〉鍵，單擊〈R〉鍵一次，順時針旋轉(zhuǎn)元器件90°，單擊〈R〉鍵兩次，元器件旋轉(zhuǎn)了180°，以此類推。另有一種操作是用鼠標(biāo)右鍵單擊要改變方向的元器件，在彈出菜單中，選擇不同的翻轉(zhuǎn)命令即可實現(xiàn)不同角度的旋轉(zhuǎn)。按住〈Ctrl＋Shift〉組合鍵后，再按〈R〉鍵一次，元器件逆時針旋轉(zhuǎn)90°。2.2.1原理圖的輸入2．放置元器件

（6）元器件參數(shù)設(shè)置

選中交流信號源，雙擊鼠標(biāo)左鍵，系統(tǒng)彈出“AC_POWER”對話框，可以對交流信號源電壓、頻率、相位等13項參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，本例中要求交流信號源輸出電壓值由原來的120V改變?yōu)?.2V，頻率由原來的1Hz改變?yōu)?kHz，改變后單擊“OK”按鈕。2.2.1原理圖的輸入2．放置元器件

（7）元器件的RefDes各元器件的RefDes參考序列號“U1”、“U2”、…是按選取元器件放置到工作區(qū)的先后順序自動生成的。2.2.1原理圖的輸入2．放置元器件（8）復(fù)制元器件

放置相同元器件時，可以先選中要復(fù)制的元器件，選擇“Edit”→“Copy”命令，然后再用“Edit”→“Paste”命令，同樣也可以從“InUseList”庫中去尋找。凡放置在工作臺上元器件，都能在“InUseList”庫中尋找得到，再把其拖放置到工作臺上，這樣做的目的是為了提高繪制電路圖的工作效率。

2.2.1原理圖的輸入2．放置元器件（1）

（十字形）鼠標(biāo)

當(dāng)鼠標(biāo)箭頭移近元器件引腳或儀器接線柱時，鼠標(biāo)箭頭自動變?yōu)槭中?，移動鼠?biāo)使十字形對準(zhǔn)要接線引腳，單擊鼠標(biāo)則此引腳就連上線了，也就是連線的起始點，此時移動鼠標(biāo)使十字形移動到要連接的線的另一端，再單擊鼠標(biāo)左鍵，則一條電路連線就完成了。2.2.1原理圖的輸入3．電路連線（2）連接線排列調(diào)整

把鼠標(biāo)移動到要改變的連線旁，單擊鼠標(biāo)右鍵，選中此線后的鼠標(biāo)變成雙向箭頭

，把鼠標(biāo)指示器移到要修改的接線端，鼠標(biāo)指示器變成這種

形式，單擊左鍵，原本已固定的線頭跟著鼠標(biāo)走，移動到正確的接點，再單擊左鍵即可。2.2.1原理圖的輸入3．電路連線（3）總線連接

圖中的U3與R4之間可以用總線相連接，使電路圖更簡潔明了。方法如下：選擇“Place”→“Bus”命令，在電路窗口中的合適位置點擊鼠標(biāo)左鍵，拖動鼠標(biāo)即可看見繪制了一條較粗的總線，在合適的位置雙擊鼠標(biāo)總線繪制完成。2.2.1原理圖的輸入3．電路連線（3）總線連接

將U3和R4所有的管腳均連接到總線上，連線方法與上述內(nèi)容一致，但每接好一個管腳均出現(xiàn)一個“總線入口連接”編輯窗口，在該窗口中需要定義該連線的名稱，例如可以把U3的QA管腳與總線相連的線定義為“1”，點擊“OK”，則在該連線旁出現(xiàn)名稱“1”，同時在名稱后面的括號中顯示該節(jié)點在整個電路中的標(biāo)號。2.2.1原理圖的輸入3．電路連線（3）總線連接

在連接R4各管腳到總線上時，需使R4與U3各相應(yīng)管腳名稱一致，才能保證正確的連接關(guān)系。要確保R4與U3各相應(yīng)管腳名稱一致，可以在R4各管腳的“總線入口連接”編輯窗口中，直接雙擊“Availablebuslines”文本框中所列出的相應(yīng)的U3管腳名稱。2.2.1原理圖的輸入3．電路連線（1）交互式元器件

在實驗電路.ms14中，J1、J2和R2為交互式的元器件，在電路仿真時，為了操作方便，交互式的元器件J1、J2和R2必須在計算機(jī)鍵盤上設(shè)置相應(yīng)操作鍵。先把鼠標(biāo)移至在元器件參考序列號（RefDes）上，雙擊鼠標(biāo)，系統(tǒng)彈出如圖所示的“SPDT”對話框，設(shè)置〈E〉鍵代表J1，〈L〉鍵代表J2，〈A〉鍵代表R2。2.2.2電路功能仿真1．虛擬儀器（2）示波器

1）選擇“Simulate”→“Instruments”→“Oscilloscope”命令，用鼠標(biāo)把示波器放置在工作臺上。2）在工作臺右邊的儀器工具欄中找到示波器圖標(biāo)

，其余操作同上。2.2.2電路功能仿真1．虛擬儀器（2）示波器2.2.2電路功能仿真1．虛擬儀器示波器輸入通道連接到電路中需要測試的節(jié)點上，方法同上節(jié)引腳之間的連線相同。（4）仿真2.2.2電路功能仿真1．虛擬儀器

選擇“Simulate”→“Run”命令或按下

按鈕，仿真開始。調(diào)整示波器掃描時基到2ms/Div和A通道的比例刻度為500mV/Div，會看到如圖所示的仿真結(jié)果。仿真時，7段數(shù)碼管向上計數(shù)，LED（發(fā)光二極管）在每10個脈沖后閃爍一次。

用ACAnalysis（交流分析）對電路進(jìn)行分析，檢測運(yùn)算放大器輸出信號的頻率響應(yīng)。2.2.2電路功能仿真2．電路分析

（1）被分析網(wǎng)絡(luò)的命名

運(yùn)算放大器輸出信號是第6引腳，移動鼠標(biāo)箭頭到第6引腳連接線上雙擊左鍵，系統(tǒng)彈出“NetProperties”對話框，本例中把網(wǎng)絡(luò)名稱改為“analog_out”。

用ACAnalysis（交流分析）對電路進(jìn)行分析，檢測運(yùn)算放大器輸出信號的頻率響應(yīng)。2.2.2電路功能仿真2．電路分析

（1）被分析網(wǎng)絡(luò)的命名

運(yùn)算放大器輸出信號是第6引腳，移動鼠標(biāo)箭頭到第6引腳連接線上雙擊左鍵，系統(tǒng)彈出“NetProperties”對話框，本例中把網(wǎng)絡(luò)名稱改為“analog_out”。2.2.2電路功能仿真2．電路分析（2）ACAnalysis設(shè)置選擇“Simulate”→“AnalysisandSimulation”→“ACSweep”命令，系統(tǒng)彈出“ACSweep”對話框。（3）“Output”選項卡

在上圖左邊的電路參數(shù)選項中，選中“V[analog-out]”選項，則analog_out變亮了。再單擊“Add”按鈕，把a(bǔ)nalog_out移到右邊的被選擇電路參數(shù)分析框中去。2.2.2電路功能仿真2．電路分析（4）“Run”按鈕單擊“Run”按鈕，運(yùn)算放大器輸出信號的頻率響應(yīng)分析結(jié)果顯示在圖示儀中，圖上半部分是幅頻響應(yīng)曲線，下半部分是相頻響應(yīng)曲線。如果不合設(shè)計要求，可以對電路中元器件參數(shù)作適當(dāng)調(diào)整，直到滿意為止。2.2.2電路功能仿真2．電路分析“Simulate”→“Postprocesser”命令打開后處理對話框，可以對電路分析結(jié)果的數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理，后處理就是利用數(shù)學(xué)函數(shù)再作處理，把電路要分析的具體對象，用圖表或數(shù)據(jù)表格等凸現(xiàn)出來。2.2.2電路功能仿真3．后處理（1）材料清單表格該報告提供元器件的信息如下：

提供某一種元器件的數(shù)量；

提供元器件的類型（如電阻）和標(biāo)稱值（5.1k?，在本軟件中用5.1kW）；

提供每一個元器件在設(shè)計電路中的參考序列號RefDes；

提供每一個元器件的封裝；2.2.3報告輸出Multisim14允許電路產(chǎn)生各種報告，如元器件的材料清單（BOM）、元器件的詳細(xì)信息