Multisim电路仿真教学PPT组合逻辑电路仿真.ppt
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第五讲 multisim 仿真分析PPT课件
第五讲 multisim的仿真分析 单击Add按钮。
第五讲 multisim的仿真分析
1号节点被移至右边的Selected variables for栏内。
第五讲 multisim的仿真分析 用同样方法选定节点2。
第五讲 multisim的仿真分析 将其移至Selected variables for栏 。
Analysis Options分页：确定分析选项，但通常情况下不 需要任何干预，采用默认设置就可以顺利进行分析。
Summary分页，提供对用户所作分析设置的快速浏览，不 需用户再做任何设置，但可以利用此页查阅分析设置信息。
第五讲 multisim的仿真分析
从下拉的目录里 选择输出变量的 类型。
被选择电路的可 能输出变量。
直流工作点分析 交流分析 瞬态分析 傅里叶分析 噪声分析 噪声系数分析 失真分析 直流扫描分析 灵敏度分析 参数扫描分析 温度扫描分析 极零点分析 传递函数分析 最坏情况分析 蒙特卡洛分析 布线宽度分析 批处理分析 用户自定义分析
第五讲 multisim的仿真分析
主工具栏
第五讲 multisim的仿真分析
第五讲 multisim的仿真分析
3.1 设置瞬态分析参数
瞬态分析对话框也有4个分页，默认为Analysis Parameters分页，其余3页与直流工作点分析完全一 样。
选择设置初始条件。
设置瞬态分析的起始时间。
设置瞬态分析的结束时 间， 该值需大于起始时间。
选中此复选项，可输入 最小时间点数。
蒙特卡洛分析
布线宽度分析 其它分析 批处理分析
用户自定义分析
计算电路的输出变量对元器件参数的 敏感程度 元器件参数对电路性能产生的最坏影 响的统计分析 给定电路元器件参数容差的统计分布 规律情况下，研究元器件参数变化对 电路性能影响的统计分析 原理图转化为PCB板时需要确定连接 导线的最小宽度 按顺序处理同一电路的多种分析，或 同一分析的不同应用
第8章Multisim在数字逻辑电路中的应用ppt课件
第8章 Multisim在数字逻辑电路中的应用 单个四选一MUX的输出函数为
Y A 1 A 0 D 0 A 1 A 0 D 1 A 1 A 0 D 2 A 1 A 0 D 3
数据选择器用途很多，可以实现组合逻辑函数、多路信 号分时传送、并/串转换、产生序列信号等。
第8章 Multisim在数字逻辑电路中的应用
其中，A、B分别为加数和被加数；C为低位向本位产生的 进位；Fi为相加的和；Ci+1为本位向高位产生的进位。
第8章 Multisim在数字逻辑电路中的应用
2) 创建电路 (1) 在元(器)件库中单击TTL，再单击74LS系列，选中 74LS138D，单击OK确认。这时会出现一个器件，拖到指定 位置点击即可。
(1) 在元(器)件库中单击CMOS，再单击74HC系列，选中 74HC283D, 单击OK确认。这时会出现一个器件，拖到指定 位置点击即可。
(2) 在器件库中单击TTL，再单击74系列，选中二输入与 非门7400N和三输入与非门7410N芯片。
第8章 Multisim在数字逻辑电路中的应用
(3) 在右侧仪器库中单击Word Genvertor(字信号发生器)， 这时会出现一个仪器，拖到指定位置点击即可。
(4) 在器件库中单击显示器件，选中数码管, 单击OK确认。 这时会出现一个器件，拖到指定位置点击即可。为了便于观 察，可将输入、输出信号均接入数码管。由此得到具有修正 电路的8421BCD码加法电路，如图8-6所示。
第8章 Multisim在数字逻辑电路中的应用
3) 观测输出
双击Word Genvertor(字信号发生器)图标，对面板上的各 个选项和参数进行适当设置：
U8C 8
1 2
7400U N8A
Multisim电路仿真实验PPT课件
电路
RC充放电仿真实验
电路模型和电路定律
电路
电路模型和电路定律
电路
电路模型和电路定律
Multisim简介
隶属于美国国家仪器公司（National Instruments，简称 NI）的Electronics Workbench公司发布了Multisim软件, 是一种紧密集成、终端对终端的解决方案，工程师利用这 一软件可有效地完成电子工程项目从最初的概念建模到最 终的成品的全过程。
电路
电路模型和电路定律
(1) 万用表的使用 如图所示，在万用表控制面板上可以选择电压值、电流值、
电阻以及分贝值。参数设置窗口，可以设置万用表的一些参数
。
万用表图标、面板和参数设置
电路 (2) 函数信号发生器
电路模型和电路定律
如图所示，在函数信号发生器中可以选择正弦波、三角波和 矩形波三种波形，频率可在1～999范围内调整。信号的幅值、 占空比、偏移量也可以根据需要进行调节。偏移量指的是交流 信号中直流电平的偏移。
(4) 导线的连接点
在Place菜单下选择Junction命令，可以放置连接点，可 以将连接点直接插入导线中。连接点是小圆点，连接点最 多可以连接来自4个不同方向的导线
(5) 在导线中间插入元器件
我们可以非常方便地实现在导线中间插入元器件。选 中元器件，用鼠标将其拖至导线上，释放鼠标即可。
电路
电路模型和电路定律
电子通信类其它常用的仿真软件： System view---数字通信系统的仿真 Proteus――单片机及ARM仿真 LabVIEW――虚拟仪器原理及仿真
电路
电路模型和电路定律
multisim 10概述
Multisim 被美国NI公司收购以后，其性能得到了 极大的提升。最大的改变就是：Multisim 与 LABVIEB 的完美结合：
中职Multisim10电路仿真技术应用项目六电子课件(高教版)(共39张PPT)
表6-8
74LS161的功能表
Multisim 10 电路仿真 简单数学钟电路仿真
任务一 触发器电路仿真
触发器有三个基本特性： （1）它有两个稳定状态，可分别用来表示二 进制数码0和1；
（2）在输入信号作用下，触发器的两个稳定 状态可以相互转换；
（3）当输入信号消失后，已转换的稳定状态 可以长期保持下来。
根据电路功能，触发器可分为RS触发器、JK触发 器、D触发器、T触发器和T´触发器。
表6-7 74LS194的功能表
Multisim 10 电路仿真 简单数学钟电路仿真
2.74LS194仿真分析
（1）74LS194功能仿真分析
图6-13 74LS194功能仿真实验电路
Multisim 10 电路仿真 简单数学钟电路仿真 （2）74LS194构成序列信号发生器
图6-14 74LS194构成的序列信号发生器 图6-15 序列信号发生器的输出波形
图6-1 RS触发器的状态转换图
图6-2 RS触发器的逻辑符号
Multisim 10 电路仿真 简单数学钟电路仿真 （2）RS触发器CC4043介绍
CC4043是由或非门组成的基本RS触发器，内部集成了四个相同模块，如 图6-3所示。CC4043具有三态锁存功能，由公共的三态控制输入端EN控制。当 EN为逻辑1或高电平时，Q端输出内部锁存器的状态；当EN逻辑0或低电平时， Q端呈高阻抗状态。三态功能使CC4043输出可以直接连到系统总线上。如果在 一片集成器件中有多个触发器，通常在符号前面（或后面）加上数字，以示不 同触发器的输入、输出信号，如S1、R1与O1同属一个触发器。
表6-2 CC4043的功能表
图6-3 CC4043的逻辑符号
Multisim仿真-电路分析PPT演示课件
•4
5.1 基尔霍夫定律
注意电流的方向、参考方向 电流表内阻在表旁；双击可以更改Mode(DC/AC)
•5
5.1 基尔霍夫定律
2. KVL
•6
5.2 节点电压法
节点电压法：对所有独立节点列KCL方程组，求解。 当电路结构复杂时，计算困难！
•7
5.2 节点电压法
用仿真方法可以顺利解决这一问题。
等效电阻为二者之比。
•12
5.6 RC一阶电路
方波作为信号源。
•13
5.6 RC一阶电路
示波器上读时间常数。
•14
5.7 谐振电路仿真
作业：
进行RLC串联电路频响仿真 要求： （1）参数自定（提示：交流信号源不必设置） （2）仿真内容包括幅频、相频特性，给出相应图示 （3）实验分析品质因数与选频作用 （4）仿真独立写一个报告，A4打印，不得超过4页 （5）若发现雷同则雷同报告一律计零分
•2
第5章 Multisim应用于电路分析
5.1 基尔霍夫定律 5.2 节点分析法 5.3 叠加原理 5.4 戴维南及诺顿等效电路 5.5 最大功率传输 5.6 过渡过程仿真 5.7 谐振电路仿真 5.8 三相电路仿真 5.9 二端口网络
•3
5.1 基尔霍夫定律
1. KCL 电压表和电流表：Place/Component/Indicators
•16
5.8 三相电路仿真
三相星形联结电路仿真
•17
5.8 三相电路仿真
电流表、电压表模式更改：AC 仿真
开关设置
•18
5.8 三相电路仿真
各表显示的数值：线电压、相电压、线电流=相电 流、中性线电流（约等于零）
•19
添加直流电压表，仿真。
5.1 基尔霍夫定律
注意电流的方向、参考方向 电流表内阻在表旁；双击可以更改Mode(DC/AC)
•5
5.1 基尔霍夫定律
2. KVL
•6
5.2 节点电压法
节点电压法：对所有独立节点列KCL方程组，求解。 当电路结构复杂时，计算困难！
•7
5.2 节点电压法
用仿真方法可以顺利解决这一问题。
等效电阻为二者之比。
•12
5.6 RC一阶电路
方波作为信号源。
•13
5.6 RC一阶电路
示波器上读时间常数。
•14
5.7 谐振电路仿真
作业：
进行RLC串联电路频响仿真 要求： （1）参数自定（提示：交流信号源不必设置） （2）仿真内容包括幅频、相频特性，给出相应图示 （3）实验分析品质因数与选频作用 （4）仿真独立写一个报告，A4打印，不得超过4页 （5）若发现雷同则雷同报告一律计零分
•2
第5章 Multisim应用于电路分析
5.1 基尔霍夫定律 5.2 节点分析法 5.3 叠加原理 5.4 戴维南及诺顿等效电路 5.5 最大功率传输 5.6 过渡过程仿真 5.7 谐振电路仿真 5.8 三相电路仿真 5.9 二端口网络
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5.1 基尔霍夫定律
1. KCL 电压表和电流表：Place/Component/Indicators
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5.8 三相电路仿真
三相星形联结电路仿真
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5.8 三相电路仿真
电流表、电压表模式更改：AC 仿真
开关设置
•18
5.8 三相电路仿真
各表显示的数值：线电压、相电压、线电流=相电 流、中性线电流（约等于零）
•19
添加直流电压表，仿真。
1、Multisim仿真概述(课件PPT)
个图标所表示的元器件含义、功能和使
用方法将在后面介绍。还可使用在线帮
助功能查阅有关的内容。
14
电 源 按 钮
基 本 元 件
二 极 管 按
按钮
钮
晶模 体拟 管元 按件 钮按
钮
元 器 件 按 钮 （
元其模 器他数 件数混 按字合 钮元元 （器器
件件
指 示 器 件 按 钮
电 源 器 件 按 钮
杂 项 库 元 器 件
Help: NI Multisim 10有丰富的Help功能，其 Help系统不仅包括软件本身的操作指南，更 重要的是包含有元器件的功能解说。
9
1.2.3 multisim工具栏
multisim常用工具栏如图所示：
1.系统工具栏
新建：清除电路工作区，准备生成新电路。
打开：打开电路文件(现有文件\设计范例)。
微控制器件库包含有8051、PIC等多种微控制器。
20
设 置 元 器 件 按 钮
放 置 总 线 按 钮
教网 育站 资按 源钮 按 钮
Hierarchrcal Block ：放置模块电路。 BUS：放置总线
21
仪器仪表工具栏
数字万用表(Multi-meter) 函数信号发生器(Function Generator) 瓦特表(Wattmeter) 双踪示波器(Oscilloscope) 四踪示波器(Oscilloscope) 波特图仪(Bode Plotter) 频率计（FreqCounter) 字信号发生器(Word Generator) 逻辑分析仪(Logic Analyzer) 逻辑转换器(Logic Converter) IV特性测量仪(IV Analyzer) 失真度测量仪(Distortion Analyzer) 频谱分析仪(Spectrum Analyzer)。
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输入端A1、B1，前级进位端CN1 本位和S1、进位端1CN1 借助逻辑分析仪可构建真值表，转换为表达式，
得到本位和S1、进位端1CN1的表达式 测试说明：
待测试芯片输入输出引脚多时，输入信号可用 字信号发生器，输出信号用逻辑分析仪或LED
常用组合电路性能测试与仿真分析
全加器仿真分析
1
000
0
2
001
0
好
3
010
0
F=1/0，告警信号 = 产生/未
4
011
0
产生
5
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1
（2）根据逻辑功能要求列出
6
101
1
真值表：
7
110
1
8
111
0
组合逻辑电路的分析与设计
（3）由真值表写出逻辑关系表达式，并化简为最简逻辑表达式 调用逻辑转换仪，输入真值表，再得到最简表达式
组合逻辑电路的设计
A1=1, B1=CN1=0, S1=1,1CN1=0
常用组合电路性能测试与仿真分析
依此类推，使ABC三个键按000、001、010…111组合，运 行，观测输出结果，列写测试结果。
输入
输出
A1
B1
CN1
S1
1CN1
0
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常用组合电路性能测试与仿真分析
字信号发生器（Word Generator）
Set：设置数字信号类型和数量 Pre-set Patterns: 不改变字信号编辑区的数字信号 载入数字信号文件*.dp 存储数字信号 将字信号编辑区的数字信号清零 数字信号从初始地址至终了地址输出 数字信号从终了地址至初始地址输出 数字信号按右移方式输出 数字信号按左移方式输出
（4）按最简逻辑表达式构建逻辑电路
实验3 常用组合电路性能测试与仿真分析
1、“一位全加器74LS183”性能测试 输入输出端子不多，采用开关提供输入信号，
指示灯观察输出结果
注：D是SOP封装的，N是DIP封装
常用组合电路性能测试与仿真分析
“一位全加器74LS183”性能测试
A1=B1=CN1=0, S1=0,1CN1=0
两个或两个以上切换至 上触点（输入1），指 示灯X1亮。具有三人表 决器的功能。
2、字信号发生器（Word Generator）
用于产生数字信号（最多32位），作为数字信号源
字信号 编辑区
低
高
16 16
位
位
数据 触发端
准备端
字信号发生器（Word Generator）
字信号编辑区：按顺序显示待输出的数字信号，可直接编 辑修改
实验2 组合逻辑电路的设计
1、半加器的电路仿真
半加器真值表
Ai Bi 00 01 10 11
Si Ci+1 00 10 10 01
组合逻辑电路的设计
根据给定设计要求，设计出逻辑电路，目标是以 最少的元器件构建满足功能要求的逻辑电路
传统设计（人工设计）步骤：
（1）分析题意，将文字叙述抽象为逻辑描述，定义 输入输出逻辑变量
相关虚拟仪器：逻辑分析仪（Logic Analyzer）
用于同步记录和显示16位数字信号，可用于对数字 信号的高速采集和时序分析
接 输 入 信 号
接时触 外钟发 部控控 时制制 钟端端
逻辑分析仪（Logic Analyzer）
操作界面：
左侧16个小圆圈代表16个输入端，若接 有被测信号，则出现黑圆点
单击Set，弹出Clock setup
得到与非形式的逻辑图
组合逻辑电路的分析
举例：创建逻辑电路，逻辑转换仪XLC1接入。
组合逻辑电路的分析
分析真值表和最简表达式
组合逻辑电路的分析
同理，将Y2接入XLC1
结合Y1、Y2的表达式及真值表，可知该电路为一位全加器电 路。Y1为全加器的和，Y2为全加器产生的进位。
2、画出图示电路，仿真列出电路真 值表，判断电路的逻辑功能
数字信号的数量
Initial Pattern:设置数字信号初始值，只在Shift Right、Shift Left选项起作用。
2、译码器的仿真分析
译码器是编码器的反操作，将二进制代码译成高低电平信号， 包括二进制译码器、二-十进制译码器、显示译码器。
以二进制译码器74LS138（3线-8线译码器）为例。
Controls选择区域：数字信号输出控制
Cycle：从起始地址开始循环输出，数量由Settings对话框设定 Burst：输出从起始地址开始至终了地址的全部数字信号 Step：单步输出数字信号 Set按钮：设置数字信号类型和数量
Display选择：十六进制、十进制、二进制、ASCII码 Trigger选择：内触发、外触发、上升沿、下降沿 Frequency：输出数字信号的频率
设计：
（1）定义输入输出逻辑变量，文字叙述抽象为逻辑 描述
输入变量3个： 启动开关（启动/未启动）、车门（关/未关）、安全
带（系好/未系好） 输出变量1个：告警信号（产生/未产生） 用A、B、C、F表示这些变量，逻辑描述为：
组合逻辑电路的设计
A=1/0，启动开关 = 启动/未
序号 A B C
F
启动 B=1/0，车门 = 关/未关 C=1/0，安全带 =系好/未系
左侧第1区: Stop: 停止仿真 Reset：复位并清除显示波形 Reverse：改变屏幕背景颜色 左侧第2区: T1、T2：读数指针1和2离开扫描线零
点的时间 T2-T1：两读数指针之间的时间差
Clock/Div: 显示屏上每个水平 刻度现实的时钟脉冲数
Set按钮: 设置时钟脉冲
逻辑分析仪（Logic Analyzer）
（2）根据逻辑功能要求列出真值表 （3）由真值表写出逻辑关系表达式，并化简为最简
逻辑表达式
（4）按最简逻辑表达式构建逻辑电路 基于Multisim设计组合逻辑电路过程大大简化，
但思路与人工设计基本相同
组合逻辑电路的设计
例：设计一汽车告警系统，在以下情况下产生告警 信号：启动开关启动而车门未关；启动开关启动 而安全带未系好；启动开关启动而车门未关、安 全带也未系好。
Multisim电路仿真 快速入门
之数字电子技术
实验1：逻辑转换仪的使用
例：创建数字电路（TTL74系列门电路），将输入 输出端连接到逻辑转换仪。
逻辑函数的化简及转换
由逻辑图得到真值表
逻辑函数的化简及转换
由真值表得到最小项表达式
逻辑函数的化简及转换
由真值表得到最简表达式
逻辑函数的化简及转换
得到本位和S1、进位端1CN1的表达式 测试说明：
待测试芯片输入输出引脚多时，输入信号可用 字信号发生器，输出信号用逻辑分析仪或LED
常用组合电路性能测试与仿真分析
全加器仿真分析
1
000
0
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001
0
好
3
010
0
F=1/0，告警信号 = 产生/未
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产生
5
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（2）根据逻辑功能要求列出
6
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真值表：
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0
组合逻辑电路的分析与设计
（3）由真值表写出逻辑关系表达式，并化简为最简逻辑表达式 调用逻辑转换仪，输入真值表，再得到最简表达式
组合逻辑电路的设计
A1=1, B1=CN1=0, S1=1,1CN1=0
常用组合电路性能测试与仿真分析
依此类推，使ABC三个键按000、001、010…111组合，运 行，观测输出结果，列写测试结果。
输入
输出
A1
B1
CN1
S1
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常用组合电路性能测试与仿真分析
字信号发生器（Word Generator）
Set：设置数字信号类型和数量 Pre-set Patterns: 不改变字信号编辑区的数字信号 载入数字信号文件*.dp 存储数字信号 将字信号编辑区的数字信号清零 数字信号从初始地址至终了地址输出 数字信号从终了地址至初始地址输出 数字信号按右移方式输出 数字信号按左移方式输出
（4）按最简逻辑表达式构建逻辑电路
实验3 常用组合电路性能测试与仿真分析
1、“一位全加器74LS183”性能测试 输入输出端子不多，采用开关提供输入信号，
指示灯观察输出结果
注：D是SOP封装的，N是DIP封装
常用组合电路性能测试与仿真分析
“一位全加器74LS183”性能测试
A1=B1=CN1=0, S1=0,1CN1=0
两个或两个以上切换至 上触点（输入1），指 示灯X1亮。具有三人表 决器的功能。
2、字信号发生器（Word Generator）
用于产生数字信号（最多32位），作为数字信号源
字信号 编辑区
低
高
16 16
位
位
数据 触发端
准备端
字信号发生器（Word Generator）
字信号编辑区：按顺序显示待输出的数字信号，可直接编 辑修改
实验2 组合逻辑电路的设计
1、半加器的电路仿真
半加器真值表
Ai Bi 00 01 10 11
Si Ci+1 00 10 10 01
组合逻辑电路的设计
根据给定设计要求，设计出逻辑电路，目标是以 最少的元器件构建满足功能要求的逻辑电路
传统设计（人工设计）步骤：
（1）分析题意，将文字叙述抽象为逻辑描述，定义 输入输出逻辑变量
相关虚拟仪器：逻辑分析仪（Logic Analyzer）
用于同步记录和显示16位数字信号，可用于对数字 信号的高速采集和时序分析
接 输 入 信 号
接时触 外钟发 部控控 时制制 钟端端
逻辑分析仪（Logic Analyzer）
操作界面：
左侧16个小圆圈代表16个输入端，若接 有被测信号，则出现黑圆点
单击Set，弹出Clock setup
得到与非形式的逻辑图
组合逻辑电路的分析
举例：创建逻辑电路，逻辑转换仪XLC1接入。
组合逻辑电路的分析
分析真值表和最简表达式
组合逻辑电路的分析
同理，将Y2接入XLC1
结合Y1、Y2的表达式及真值表，可知该电路为一位全加器电 路。Y1为全加器的和，Y2为全加器产生的进位。
2、画出图示电路，仿真列出电路真 值表，判断电路的逻辑功能
数字信号的数量
Initial Pattern:设置数字信号初始值，只在Shift Right、Shift Left选项起作用。
2、译码器的仿真分析
译码器是编码器的反操作，将二进制代码译成高低电平信号， 包括二进制译码器、二-十进制译码器、显示译码器。
以二进制译码器74LS138（3线-8线译码器）为例。
Controls选择区域：数字信号输出控制
Cycle：从起始地址开始循环输出，数量由Settings对话框设定 Burst：输出从起始地址开始至终了地址的全部数字信号 Step：单步输出数字信号 Set按钮：设置数字信号类型和数量
Display选择：十六进制、十进制、二进制、ASCII码 Trigger选择：内触发、外触发、上升沿、下降沿 Frequency：输出数字信号的频率
设计：
（1）定义输入输出逻辑变量，文字叙述抽象为逻辑 描述
输入变量3个： 启动开关（启动/未启动）、车门（关/未关）、安全
带（系好/未系好） 输出变量1个：告警信号（产生/未产生） 用A、B、C、F表示这些变量，逻辑描述为：
组合逻辑电路的设计
A=1/0，启动开关 = 启动/未
序号 A B C
F
启动 B=1/0，车门 = 关/未关 C=1/0，安全带 =系好/未系
左侧第1区: Stop: 停止仿真 Reset：复位并清除显示波形 Reverse：改变屏幕背景颜色 左侧第2区: T1、T2：读数指针1和2离开扫描线零
点的时间 T2-T1：两读数指针之间的时间差
Clock/Div: 显示屏上每个水平 刻度现实的时钟脉冲数
Set按钮: 设置时钟脉冲
逻辑分析仪（Logic Analyzer）
（2）根据逻辑功能要求列出真值表 （3）由真值表写出逻辑关系表达式，并化简为最简
逻辑表达式
（4）按最简逻辑表达式构建逻辑电路 基于Multisim设计组合逻辑电路过程大大简化，
但思路与人工设计基本相同
组合逻辑电路的设计
例：设计一汽车告警系统，在以下情况下产生告警 信号：启动开关启动而车门未关；启动开关启动 而安全带未系好；启动开关启动而车门未关、安 全带也未系好。
Multisim电路仿真 快速入门
之数字电子技术
实验1：逻辑转换仪的使用
例：创建数字电路（TTL74系列门电路），将输入 输出端连接到逻辑转换仪。
逻辑函数的化简及转换
由逻辑图得到真值表
逻辑函数的化简及转换
由真值表得到最小项表达式
逻辑函数的化简及转换
由真值表得到最简表达式
逻辑函数的化简及转换