Multisim10在數(shù)字電子技術課程教學中的應用

摘要 將Multisim仿真軟件融入數(shù)字電子技術教學中，能夠克服傳統(tǒng)理論教學中的不足，使理論與實驗有機結合，教學更靈活、更有效，有利于提高學生的自學能力和創(chuàng)新能力。

關鍵詞 Multisim；數(shù)字電子技術；仿真

中圖分類號：G434 文獻標識碼：B 文章編號：1671-489X(2011)18-0145-02

Application of Multisim10 in Teaching of Digital Electronic Technique//Li Wei， Li Jianzeng， Li Aihua

Abstract The Multisim emulation technique is infused into digital electronic technique teaching， the shortcoming of the traditional procedure of teaching is overcome， theory and experimental are organically combined. Teaching is more vivid， effective and students’ abilities of independent study and innovation are improved.

Key words Multisim；digital electronic technique；simulation

Author’s address Ordnance Engineering College， Shijiazhuang， China 050003

1 引言

數(shù)字電子技術是電類專業(yè)的重要基礎課程，既有抽象的理論分析又有較具體的實踐應用，在本科教育中起著重要作用。通過對常用電子器件、數(shù)字電路及其系統(tǒng)的分析，使學生掌握數(shù)字電子技術的基本理論和基本技能，該課程的教學質量直接影響到后續(xù)課程的學習以及學生的理論分析和實踐能力。傳統(tǒng)的理論教學多采用板書并配以多媒體課件形式，在整個授課過程中教師只能對電路原理和運行結果進行講解和描述，學生被動地接受知識，不能完全理解電路工作過程，學習積極性沒有完全調動起來，導致教學效果不理想。為激發(fā)學生學習興趣和求知欲，將Multisim仿真技術引入課堂教學中，將抽象、枯燥的理論轉化為形象直觀的教學內(nèi)容，使學生在接受理論知識的同時，加深對電路的理解，更容易掌握所學內(nèi)容，提高學習興趣。此外，學生還可以嘗試通過仿真軟件對電路進行局部改進或設計簡單電路，提高創(chuàng)新能力[1]。

2 Multisim10在數(shù)字電子技術教學中的應用

Multisim10是一款用于電路設計和仿真的EDA工具軟件，為數(shù)字電子技術仿真提供了豐富的元器件模型，如時鐘信號、各類門電路、各種集成組合邏輯門、時序邏輯門等；同時它具有強大的分析功能，仿真效果形象生動，是電子類專業(yè)課程教學的首選軟件。數(shù)字電子技術課程的重點和難點是組合、時序邏輯電路的分析和設計，本文以組合和時序邏輯電路部分內(nèi)容為例，介紹Multilsim10仿真軟件在教學中的應用。

2.1 Multisim10在組合邏輯電路中的應用

對于具有無存儲記憶功能特點的組合邏輯電路而言，根據(jù)邏輯命題，列出邏輯真值表，寫出邏輯表達式，然后選擇所用器件，即可完成組合邏輯電路的設計。整個設計過程中真值表轉換為邏輯表達式，邏輯表達式再轉換為電路圖的過程繁瑣、易錯[2]。利用Multisim10提供的邏輯轉換儀可以直觀、方便地實現(xiàn)真值表、邏輯表達式、電路圖之間的相互轉換，學生也能更形象地看到經(jīng)分析抽象出來的邏輯器件的輸入、輸出關系，加深對理論知識的理解和掌握。這里以組合邏輯電路中典型的三人表決電路為例，介紹用邏輯轉換儀設計相應的數(shù)字電路。根據(jù)三人表決電路的邏輯要求，在邏輯轉換儀中設定好真值表（圖1）。

圖1中，單擊按鈕，就可得到最簡的“與或表達式”Y=AC+AB+BC；單擊按鈕，就可得到由“與門”和“或門”組成的邏輯電路（圖2），邏輯表達式在圖1中，這與理論分析是一致的；通過單擊按鈕，還可將邏輯表達式轉換為只由“與非門”組成的電路。由此看到應用邏輯轉換儀設計邏輯電路非常方便，而且可以在不同的電路結構之間實現(xiàn)快速轉換。

2.2 Multisim10在時序邏輯電路中的應用

在時序邏輯電路中，計數(shù)器是典型的電路。由于種類繁多，功能控制端各不相同，學生無法真實地感受電路的可實現(xiàn)性。用Multisim10進行實時電路仿真，并用虛擬儀器中的邏輯分析儀查看電路時序圖，用虛擬數(shù)碼管顯示計數(shù)結果，或者通過虛擬指示燈查看計數(shù)器的輸出狀態(tài)[3]，可以很好地將器件與功能聯(lián)系起來，在驗證電路功能正確性的同時，也加深對所學電路功能的理解，增強學生主動思考問題和創(chuàng)新的能力。

例如，用同步四位二進制計數(shù)器74LS161實現(xiàn)七進制計數(shù)，計數(shù)范圍為5～11，要求循環(huán)計數(shù)。根據(jù)題目要求，采用置位法進行設計，計數(shù)器預置數(shù)為5，二進制數(shù)為0101，當計數(shù)到11時，計數(shù)器從5開始重新計數(shù)。首先根據(jù)題目要求和分析，連接仿真電路，如圖3所示，用頻率500 Hz的信號發(fā)生器，產(chǎn)生占空比為50%的方波，然后運行仿真電路，以4個藍色的指示燈查看計數(shù)器的輸出狀態(tài)；打開邏輯分析儀，查看一個計數(shù)周期的計數(shù)情況，從邏輯分析儀中可以看出計數(shù)從0101到1011（十進制的5～11）的計數(shù)過程，如圖4所示；從數(shù)碼管觀察顯示數(shù)字從5～9、a、b，即從5～11的循環(huán)計數(shù)過程[4]。

3 結束語

將Multisim軟件應用于數(shù)字電子技術課程教學，可以幫助學生加深對理論知識的理解和對重點、難點問題的掌握，使教學的內(nèi)容更加完善，課堂教學更加生動活潑，課堂的實驗演示也更加靈活方便。由此較好地提高學生的學習興趣和效率，激發(fā)學生的鉆研精神，鍛煉學生的創(chuàng)新能力。

參考文獻

[1]聶典.Multisim 10計算機仿真在電子電路設計中的應用[M].北京:電子工業(yè)出版社，2009

[2]閻石.數(shù)字電子技術基礎[M].5版.北京:高等教育出版社，2006

[3]孫曉艷.基于Multisim的電子電路課堂教學[J].現(xiàn)代電子技術，2006，29(24):142-144

[4]韓進.EDA仿真技術在“數(shù)字邏輯”教學實踐中的應用[J].實驗室研究與探索，2005，24(5):40-42

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請以PDF格式閱讀原文