Multisim14在數(shù)電教學(xué)中的應(yīng)用

于瑩 遼寧裝備制造職業(yè)技術(shù)學(xué)院 魏海波 遼寧廣播電視大學(xué)

胡金濤 新松機(jī)器人自動(dòng)化股份有限公司 林喆喆 于瑩瑩 遼寧裝備制造職業(yè)技術(shù)學(xué)院

Multisim14在數(shù)電教學(xué)中的應(yīng)用

于瑩 遼寧裝備制造職業(yè)技術(shù)學(xué)院 魏海波 遼寧廣播電視大學(xué)

胡金濤 新松機(jī)器人自動(dòng)化股份有限公司 林喆喆 于瑩瑩 遼寧裝備制造職業(yè)技術(shù)學(xué)院

Multisim14是一款功能強(qiáng)大的仿真軟件，由于數(shù)字電子技術(shù)課程的抽象性、知識(shí)體系的復(fù)雜型等特點(diǎn)，在教學(xué)過程中引入Multisim14，能夠很好的改善課堂教學(xué)效果，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。本文主要介紹了Multisim軟件的功能特點(diǎn)，以數(shù)電中的計(jì)數(shù)器為例，通過仿真分析實(shí)例說明該軟件在數(shù)電教學(xué)中的重要應(yīng)用。

Multisim14 數(shù)電教學(xué) 仿真模擬 計(jì)數(shù)器

數(shù)字電子技術(shù)是電子技術(shù)課程的一個(gè)分支，是電類學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)課程，是后續(xù)學(xué)習(xí)單片機(jī)技術(shù)、可編程控制器技術(shù)和過程控制技術(shù)等專業(yè)課的入門課程。由于數(shù)字電子技術(shù)有自身的體系和很強(qiáng)的實(shí)踐性，單憑借理論講解學(xué)生很難理解，需要大量的實(shí)驗(yàn)輔助教學(xué)，而往往由于實(shí)驗(yàn)條件的限制，很多學(xué)生無(wú)法進(jìn)行實(shí)踐。借助Multisim仿真技術(shù)，可以使每名學(xué)生課堂上動(dòng)手操作，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，更好的理解所學(xué)的知識(shí)內(nèi)容，解決了實(shí)驗(yàn)設(shè)備不足；實(shí)驗(yàn)器件損壞嚴(yán)重；實(shí)驗(yàn)過程中想分析某元件出現(xiàn)故障時(shí)，難以模擬故障情況等問題。

1 Multisim14軟件介紹

Multisim是業(yè)界一流的SPICE仿真標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境，目前已受到國(guó)內(nèi)外教師、科研人員和工程師的廣泛認(rèn)可，成為業(yè)界一流的先進(jìn)SPICE仿真標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境。它是電路教學(xué)解決方案的重要基礎(chǔ)，可通過設(shè)計(jì)、原型開發(fā)、電子電路測(cè)試等實(shí)踐操作來(lái)提高學(xué)生的技能。

Multisim14在Multisim13的基礎(chǔ)上進(jìn)一步增強(qiáng)了仿真技術(shù)，可幫助教學(xué)、科研和設(shè)計(jì)人員分析模擬、數(shù)字和電力電子電路。新增的功能包括全新的參數(shù)分析、與新嵌入式硬件的集成以及通過用戶可定義的模板簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)。

2 仿真實(shí)例

時(shí)序邏輯電路是數(shù)字電子技術(shù)的重點(diǎn)也是難點(diǎn)，應(yīng)用較廣的時(shí)序邏輯器件包括計(jì)數(shù)器、寄存器和順序脈沖發(fā)生器等。其中計(jì)數(shù)器被廣泛應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)、數(shù)字系統(tǒng)和交通信號(hào)燈控制等各方面，而由于其類型較多，功能復(fù)雜，在教學(xué)中是一個(gè)難點(diǎn)，本文采用Multisim14對(duì)二進(jìn)制計(jì)數(shù)器進(jìn)行仿真分析，說明該軟件在數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)中的重要應(yīng)用。

本文選用74LS161集成計(jì)數(shù)器芯片進(jìn)行仿真測(cè)試，74LS161的邏輯功能表如表1所示，使用Multisim14繪制仿真測(cè)試電路原理圖，如圖1所示。

表1 74LS161邏輯功能表

圖1 二進(jìn)制計(jì)數(shù)器仿真測(cè)試原理圖

圖1中計(jì)數(shù)控制端ET和EP均接高電平5V，置數(shù)控制端和異步清除控制端均接高電平，根據(jù)表1的第三行，當(dāng)時(shí)鐘脈沖控制端有上升沿信號(hào)的時(shí)候，74LS161芯片開始計(jì)數(shù)，由于選用的數(shù)碼管為16進(jìn)制數(shù)碼管，因此數(shù)碼顯示器可顯示從0-F共16個(gè)數(shù)碼，隨著上升沿信號(hào)的到來(lái)，逐漸累加計(jì)數(shù)，累加到F后，重新從0開始計(jì)數(shù)。可轉(zhuǎn)換按鍵，驗(yàn)證計(jì)數(shù)器芯片的其他邏輯功能。

3 結(jié)語(yǔ)

Multisim14仿真軟件能夠有效的仿真電路結(jié)構(gòu)，測(cè)試電路的邏輯功能，使數(shù)字電子技術(shù)的教學(xué)更加形象，在仿真測(cè)試的過程中，可以隨時(shí)修改電路參數(shù)，觀察仿真結(jié)果的變化情況，能夠方便的對(duì)結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到結(jié)果的變化曲線。在教學(xué)過程中引入仿真軟件，不僅可以使學(xué)生能夠更好的理解電路的工作原理和邏輯功能，而且能夠增強(qiáng)學(xué)生的分析和設(shè)計(jì)能力，能夠更好的拓展學(xué)生的思路。

[1]楊志忠.數(shù)字電子技術(shù)[M].高等教育出版社，2008.

[2]程勇,方元春.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京郵電大學(xué)出版社，2013.

[3]俞偉宏，電子電路仿真軟件“EWB”在電子電工實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用[J],中等職業(yè)教育，2009（8），41-42.

[4]紀(jì)明霞,陳世夏,高玉章.Multisim在三相電路中的應(yīng)用[J]，現(xiàn)代電子技術(shù)，2012，35（1）：189-194.

遼寧省現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育學(xué)會(huì)課題（2016XH03－6）。