Multisim的單片機(jī)電路仿真研究

1、基于Multisim的單片機(jī)電路仿真研究Study on Single-chip circuit simulation Based on Multisim基于Multisim的單片機(jī)電路仿真研究摘要 單片機(jī)實(shí)驗(yàn)都需要購(gòu)置昂貴的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，而且在設(shè)備使用過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)故障，影響了實(shí)驗(yàn)的進(jìn)程。在單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)過(guò)程中也需要先做成硬件然后再做軟件調(diào)試，為了提高研發(fā)效率,降低單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)本錢，選擇一個(gè)好的單片機(jī)系統(tǒng)仿真工具優(yōu)為重要。Multisim就能理想的解決這些問(wèn)題。本文就對(duì)Multisim仿真軟件進(jìn)行了介紹，并說(shuō)明了Multisim在單片機(jī)中的使用方法，最后本文結(jié)合單片機(jī)端口I/O口仿真、單片機(jī)I

2、/O口仿真流水燈、使用單片機(jī)定時(shí)器控制蜂鳴器發(fā)聲、用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)鋸齒波發(fā)生器實(shí)例，講解在NI Multisim環(huán)境下利用Multisim MCU Module進(jìn)行單片機(jī)仿真的完整過(guò)程，對(duì)于單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有指導(dǎo)意義。關(guān)鍵詞 Multisim 實(shí)驗(yàn) 單片機(jī) 仿真 MCU Module Study on Single-chip circuit simulation Based on MultisimAbstract Now studies the Single-chip circuit experiment all to need to purchase the expensive test ins

3、tallation, moreover appears the breakdown frequently in the equipment use process, has affected the experimental advancement. Also needs to make the hardware in the Single-chip circuit system performance history then to make the software debugging again first, in order to enhance the research and de

4、velopment efficiency, reduces the Single-chip circuit system development cost, chooses a good Single-chip circuit system simulation tool superiorly for important. Multisim can ideal solution these questions.This article on has carried on the introduction to the Multisim simulation software, and expl

5、ained Multisim in the Single-chip circuit application method, final this article unifies the Single-chip circuit port I/O mouth simulation, the Single-chip circuit I/O mouth simulation flows the lantern floated down river, the use Single-chip circuit timer control buzzer sound production, with the S

6、ingle-chip circuit realization sawtooth generator example, explains environment carries on the Single-chip circuit simulation under the NI Multisim using Multisim MCU Module in the complete process, has the guiding sense regarding the Single-chip circuit system design.Keywords Multisim Experiment Si

7、ngle-chip Simulation MCU Module目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc232306294 引 言 PAGEREF _Toc232306294 h 1 HYPERLINK l _Toc232306295 第一章 概述 PAGEREF _Toc232306295 h 2 HYPERLINK l _Toc232306296 1.1 研究目的及意義 PAGEREF _Toc232306296 h 2 HYPERLINK l _Toc232306297 1.2國(guó)內(nèi)外研究狀況 PAGEREF _Toc232306297 h 2 HYPERLI

8、NK l _Toc232306298 第二章Multisim 仿真軟件介紹 PAGEREF _Toc232306298 h 4 HYPERLINK l _Toc232306299 2.1電子電路設(shè)計(jì)與仿真工具EWB PAGEREF _Toc232306299 h 4 HYPERLINK l _Toc232306300 2.2 Multisim 仿真軟件的特點(diǎn) PAGEREF _Toc232306300 h 5 HYPERLINK l _Toc232306301 2.3 Multisim仿真軟件的功能 PAGEREF _Toc232306301 h 7 HYPERLINK l _Toc23230

9、6302 2.4 Multisim軟件的操作界面 PAGEREF _Toc232306302 h 8 HYPERLINK l _Toc232306303 2.5.Multisim在單片機(jī)中的使用 PAGEREF _Toc232306303 h 10 HYPERLINK l _Toc232306304 2.5.1MCU Module的特性 PAGEREF _Toc232306304 h 10 HYPERLINK l _Toc232306305 在單片機(jī)中的使用方法 PAGEREF _Toc232306305 h 10 HYPERLINK l _Toc232306306 第三章 Multisim單

10、片機(jī)系統(tǒng)仿真實(shí)例 PAGEREF _Toc232306306 h 12 HYPERLINK l _Toc232306307 3.1單片機(jī)端口I/O口仿真 PAGEREF _Toc232306307 h 12 HYPERLINK l _Toc232306308 3.2單片機(jī)I/O口仿真流水燈 PAGEREF _Toc232306308 h 14 HYPERLINK l _Toc232306309 3.3使用單片機(jī)定時(shí)器控制蜂鳴器發(fā)聲 PAGEREF _Toc232306309 h 18 HYPERLINK l _Toc232306310 3.4用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)鋸齒波發(fā)生器 PAGEREF _Toc2

11、32306310 h 20 HYPERLINK l _Toc232306311 結(jié)論 PAGEREF _Toc232306311 h 24 HYPERLINK l _Toc232306312 致謝語(yǔ) PAGEREF _Toc232306312 h 25 HYPERLINK l _Toc232306313 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc232306313 h 26引 言單片機(jī)自1971年問(wèn)世以來(lái)，開展非常迅速。它以體積小、功能齊全、功耗低、價(jià)格低廉、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)測(cè)控、機(jī)電一體化產(chǎn)品、智能儀表、家電、通信等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)的單片機(jī)年容量已在3億片，且每年仍以16%的

12、速度增長(zhǎng)，但相對(duì)于世界市場(chǎng)，我國(guó)的占有率不到1%，這說(shuō)明我國(guó)的單片機(jī)應(yīng)用才剛剛起步，有著廣闊的開展前景。單片機(jī)技術(shù)涉及到數(shù)字電子技術(shù)、模擬電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)和通信等多個(gè)領(lǐng)域。為降低單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)本錢,提高開發(fā)效率，選擇一個(gè)好的單片機(jī)系統(tǒng)仿真工具優(yōu)為重要。NI Multisim是美國(guó)國(guó)家儀器公司National Instruments開發(fā)的一款電子電路仿真和設(shè)計(jì)軟件，前身是加拿大Interactive Image Technologies公司出品的EWBElectronics Workbench，在保存其直觀、易用的原有優(yōu)點(diǎn)之外，通過(guò)增強(qiáng)的VHDL、SPICE模型支持，可以仿真更為復(fù)雜的數(shù)字和模擬

13、系統(tǒng)，大大拓展了軟件的仿真、測(cè)試和分析功能。從9.0版本開始，增加了對(duì)MCU仿真的支持，可以仿真Intel/Atmel 8051/8052和Microchip PIC16F84a等，極大地方便了單片機(jī)初學(xué)者和開發(fā)工作者 。第一章 概述1.1 研究目的及意義EDA技術(shù)Electronic Design Automation技術(shù)，也稱為電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)，是在電子CAD技術(shù)根底上開展起來(lái)的計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)，它在教學(xué)、科研、產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造等方面發(fā)揮著巨大的作用1。EDA技術(shù)的開展和推廣極大地推動(dòng)了電子工業(yè)的開展，EDA教學(xué)和產(chǎn)業(yè)界的技術(shù)推廣是當(dāng)今業(yè)界的一個(gè)技術(shù)熱點(diǎn)，學(xué)習(xí)和掌握EDA技術(shù)是電子信息類、電

14、氣類和機(jī)電類等專業(yè)學(xué)生就業(yè)的一個(gè)根本條件2。EDA技術(shù)開展十分迅猛，特別是在Windows操作系統(tǒng)界面下運(yùn)行的軟件開展很快，目前使用的EDA軟件主要有：(1)用于電子線路原理圖制作及印刷電路板設(shè)計(jì)的軟件Protel。(2)SPICE(Simulation Program With Integrated Circuit Emphasis)，具有優(yōu)秀的仿真技術(shù)。根本功能包括直流分析、交流分析、噪聲分析、瞬態(tài)分析和傅里葉分析，只要器件模型參數(shù)準(zhǔn)確，模擬分析的精度非常高。(3)Multisim是EDA的知名軟件，前身是EWB即電子工作平臺(tái)(Electronics Workbench)。該軟件是加拿大I

15、nteractive Image TechnologiesIIT公司于八十年代末、九十年代初推出的電子電路仿真的虛擬電子工作臺(tái)軟件3。由初期的EWB4.0，逐步升級(jí)到EWB5.0、MultisimV6，隨后IIT公司對(duì)EWB進(jìn)行了較大的變動(dòng)，2001年推出系列化軟件Multisim2001、Ultiboard2001等，2003年8月，升級(jí)為Multisim7.0、Ultiboard7.0?，F(xiàn)在，最新版本已升級(jí)為Multisim10.0、Ultiboard10.04。 Multisim模塊用于電子電路仿真設(shè)計(jì)，Ultiboard模塊用于PCB的設(shè)計(jì)。Multisim與SPICE軟件兼容，具有界

16、面形象、操作方便、采用圖形方式創(chuàng)立電路的特點(diǎn)。對(duì)元器件既提供了理想模型和實(shí)際模型，又可設(shè)置不同的故障。其所使用的測(cè)試儀器界面外形和操作方法與實(shí)際儀器很相似。1.2國(guó)內(nèi)外研究狀況目前,為降低單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)本錢,提高開發(fā)效率,在進(jìn)行單片機(jī)系統(tǒng)軟硬件測(cè)試時(shí),往往并不直接采用電路板制作和元器件安裝、焊接、調(diào)試的方法,而是采用專用的計(jì)算機(jī)仿真軟件進(jìn)行測(cè)試10。而單片機(jī)系統(tǒng)仿真工具又以Keil和Proteus應(yīng)用最為廣泛。Keil是美國(guó)Keil Soft ware公司開發(fā)的,目前世界上最好的單片機(jī)開發(fā)工具之一。它支持匯編語(yǔ)言、C語(yǔ)言以及混合編程,其軟件仿真功能可以在無(wú)需硬件支持的條件下,詳細(xì)測(cè)試程序運(yùn)行情

17、況11;然而其電路仿真功能那么要受到很多限制,如需要借助第三方開發(fā)的動(dòng)態(tài)DLL進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬12,或者需要價(jià)格相對(duì)昂貴的硬件仿真器MONITOR-51的支持13。Proteus是英國(guó)Labcenter公司開發(fā)的電路分析和仿真軟件14，能夠?qū)?1個(gè)大類百余種微處理器進(jìn)行CPU及外圍電路的仿真,但在進(jìn)行仿真調(diào)試時(shí)只能進(jìn)行硬件改動(dòng),而不能直觀地了解程序運(yùn)行情況15。由此可見,雖然這兩種軟件各自都可以進(jìn)行單片機(jī)系統(tǒng)仿真,但受到的限制也比擬多,針對(duì)這種情況,目前更為常用的仿真方法是將Keil和Proteus結(jié)合在一起進(jìn)行單片機(jī)系統(tǒng)的聯(lián)合仿真。二者聯(lián)合仿真又分為離線聯(lián)合仿真和在線聯(lián)合仿真16兩種情況。但是

18、前者在測(cè)試時(shí)需要在兩個(gè)軟件之間頻繁切換,后者那么會(huì)占用大量的系統(tǒng)資源?，F(xiàn)在,這些問(wèn)題都可以在Multisim中得到較為理想的解決。National Instruments公司于2007年推出了其最新的電路設(shè)計(jì)套件NI Circuit Design Suit v10.0,在該電路設(shè)計(jì)套件中,除包含并升級(jí)了其頗具特色的Multisim(采用Spice標(biāo)準(zhǔn)的電路仿真環(huán)境)和Ultiboard(PCB設(shè)計(jì)環(huán)境)之外,更是創(chuàng)造性的將Multisim MCU Module作為插件無(wú)縫結(jié)合到Multisim之中,從而為Multisim增添了微控制器協(xié)同仿真的功能,在同一個(gè)軟件中將程序編譯與測(cè)試和電路仿真與分

19、析這兩大功能完美的結(jié)合在一起。至此,Multisim終于打破了一直以來(lái)僅能實(shí)現(xiàn)模擬與數(shù)字電路仿真的局限,彌補(bǔ)了同類軟件的缺乏,開始為嵌入式系統(tǒng)軟硬件開發(fā)提供有力支持。 Multisim 仿真軟件介紹 Multisim屬于EDA工具軟件，是應(yīng)用比擬廣泛的電子電路設(shè)計(jì)與仿真工具。通過(guò)仿真，極大地減少了實(shí)驗(yàn)的盲目性，且參數(shù)調(diào)整方便，可直接打印輸出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、測(cè)試曲線和電路原理圖5。利用Multisim作為前期仿真的綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，突破了時(shí)間和空間的限制?？梢钥s短實(shí)驗(yàn)時(shí)間，也可更好地?cái)U(kuò)充實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，提高實(shí)驗(yàn)效率；不必局限于實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地，在任一電腦上都可以進(jìn)行后續(xù)的開發(fā)與研究；同時(shí)也節(jié)省了大量的實(shí)驗(yàn)資源，還

20、可以防止因操作方面的失誤而導(dǎo)致的設(shè)備損壞或人員傷害，從一定程度上節(jié)約了維修儀器和更換器件的費(fèi)用。這里，我們向大家介紹Multisim軟件的初步知識(shí)，以便更好的理解它們仿真學(xué)習(xí)中的重要作用。2.1電子電路設(shè)計(jì)與仿真工具EWB電子工作平臺(tái)Electronics Workbench(EWB)(現(xiàn)稱為Multisim)軟件是加拿大Interactive Image Technologies公司于1988年開發(fā)的一種電子電路計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)軟件6。該軟件設(shè)計(jì)功能完善，操作界面友好、形象，非常易于掌握。EWB的開發(fā)不僅很好地解決電子線路設(shè)計(jì)中既費(fèi)時(shí)費(fèi)力又費(fèi)錢的問(wèn)題，給電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員帶來(lái)了極大的方便和實(shí)惠，

21、他們可以利用電腦輔助設(shè)計(jì)進(jìn)行電路仿真，有效地節(jié)省了開發(fā)時(shí)間和本錢。而且，EWB方便的操作方式，直觀的電路圖和仿真分析結(jié)果顯示形式，也非常適合于培養(yǎng)設(shè)計(jì)者的創(chuàng)新能力。EWB具有以下一些特點(diǎn)4：1在計(jì)算機(jī)屏幕上模仿真實(shí)實(shí)驗(yàn)室的工作臺(tái)，采用直觀的圖形界面創(chuàng)立電路。單擊鼠標(biāo)，用戶可以輕松地選擇元件和電路仿真需要的測(cè)試儀器；拖動(dòng)鼠標(biāo)，可將元件放入原理圖中。EWB還有自動(dòng)排列連線的功能，使畫原理圖更加美觀、快捷。根據(jù)需要調(diào)整電路連線、改變?cè)恢谩⑿薷脑傩砸卜浅：?jiǎn)單。2EWB軟件帶有豐富的電路元件庫(kù)，提供了數(shù)千種電路元器件。既有無(wú)源元件也有有源元件；既有模擬元件也有數(shù)字元件；既有分立元件也有集成元件；

22、還可以根據(jù)需要新建或擴(kuò)充已有的元器件庫(kù)。EWB還提供了齊全的虛擬儀器，如示波器、信號(hào)發(fā)生器、萬(wàn)用表、波特圖儀、頻譜儀和邏輯分析儀等。軟件儀器的控制面板外形和操作方式都與實(shí)物相似，可以實(shí)時(shí)顯示測(cè)量結(jié)果。用這些元件和儀器仿真電子電路，就如同在實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)一樣，非常真實(shí)，而且盡可不必為損壞儀器和元件而煩惱，也不必為儀器過(guò)時(shí)、測(cè)量精度不夠而一籌莫展。3EWB具有集成化、一體化的設(shè)計(jì)環(huán)境?？扇我獾卦谙到y(tǒng)中集成數(shù)字及模擬元件，完成原理圖輸入、數(shù)摸混合仿真以及波形圖顯示等工作。當(dāng)用戶進(jìn)行仿真時(shí)，原理圖、波形圖同時(shí)出現(xiàn)。當(dāng)改變電路連線或元件參數(shù)時(shí)，波形即時(shí)顯示變化。4EWB的分析方法多而且功能強(qiáng)大。不但可以完

23、成電路的穩(wěn)態(tài)分析和暫態(tài)分析、時(shí)域分析和頻域分析、器件的線性分析和非線性分析、電路的噪聲分析和失真分析等常規(guī)分析，而且還提供了離散傅里埃分析、電路的零極點(diǎn)分析、交直流靈敏度分析和電路的容差分析等14種分析方法。用戶可以利用這些分析工具，清楚而準(zhǔn)確地了解電路的工作狀態(tài)。5作為設(shè)計(jì)工具，它可以同其它流行的電路分析、設(shè)計(jì)和制板軟件交換數(shù)據(jù)。6EWB還是一個(gè)優(yōu)秀的電子技術(shù)訓(xùn)練工具，利用它提供的虛擬儀器可以用比實(shí)驗(yàn)室中更靈活的方式進(jìn)行電路實(shí)驗(yàn)，仿真電路的實(shí)際運(yùn)行情況，熟悉常用電子儀器測(cè)量方法。EWB常用的版本有4.0d和5.0c版，但隨著電子技術(shù)的飛速開展，該版本已不能滿足新的電子線路的仿真與設(shè)計(jì)需要。從

24、6.0版開始，EWB進(jìn)行了較大規(guī)模的改動(dòng)，仿真設(shè)計(jì)的模塊改名為Multisim。Multisim是Interactive Image Technologies Ltd在20世紀(jì)末推出的電路仿真軟件。2.2 Multisim 仿真軟件的特點(diǎn)Multisim是專門用于電路仿真和設(shè)計(jì)的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件。與EWB相比擬，Multisim的功能更加強(qiáng)大。Multisim不僅繼承了EWB用戶界面友好和使用方便等優(yōu)點(diǎn)，還大大地豐富和加強(qiáng)了EWB的各類分立器件和集成芯片。Multisim還將最新的安捷倫測(cè)試儀器引入虛擬儀器中，這些優(yōu)良的安捷倫測(cè)量?jī)x器是其他仿真軟件所沒有的。安捷倫測(cè)量?jī)x器的控制面板界面及旋鈕

25、操作和實(shí)際的安捷倫測(cè)量?jī)x器幾乎完全一樣，使用戶在使用Multisim時(shí)更能產(chǎn)生身臨其境的感覺7。Multisim的主要特點(diǎn)有：1采用直觀的圖形界面創(chuàng)立電路，操作方便。整個(gè)操作界面就像一個(gè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，創(chuàng)立電路圖需要的元器件和電路仿真需要的測(cè)試儀器均可直接從電路窗口中選取。易學(xué)易用，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，就可以很快熟悉它的操作。Multisim為用戶提供了方便和友好的操作界面，當(dāng)輸入原理圖時(shí)，可簡(jiǎn)單地利用鼠標(biāo)抓取所需的元件和儀器并進(jìn)行連線，使用起來(lái)很方便。2Multisim軟件提供的電路元器件庫(kù)有13000多個(gè)元器件。其中包括：信號(hào)源Sources、根本器件Basics、二極管Diodes、晶體管Trans

26、istors、模擬集成電路Analog Ics、數(shù)字集成電路Digital ICs、混合集成電路Mixed ICs、邏輯電路門Logic Gates、數(shù)字器件Digital、指示器件Indicators、控制器件Controls和其它器件Miscellaneous等共12類的元器件。雖然元器件庫(kù)很大，但由于被分為不同的“系列，所以可以很方便地找到所需要的元件。它含有所有的標(biāo)準(zhǔn)器件及當(dāng)今最先進(jìn)的數(shù)字集成電路。數(shù)據(jù)庫(kù)中的每一個(gè)器件都有具體的符號(hào)、仿真模型和封裝，用于電路圖的建立、仿真和印刷電路板的制作。還有大量的交互元器件、指示元器件、虛擬元器件、額定元器件和三維立體元器件。Multisim除了自

27、帶的主元器件庫(kù)以外，用戶還可以建立“公司元件庫(kù)，有助于一個(gè)團(tuán)隊(duì)的使用，簡(jiǎn)化仿真實(shí)驗(yàn)室的練習(xí)和工程設(shè)計(jì)。該軟件與其它軟件相比，提供更多方法向元器件庫(kù)中添加個(gè)人建立的元器件模型。3Multisim軟件儀器庫(kù)中含有豐富的儀器：包括數(shù)字多用表Multimeter、示波器Oscilloscope、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器Function Generator、波特圖儀Bode Plotter、字信號(hào)發(fā)生器Word Generator、邏輯分析儀Logic Analyzer和邏輯轉(zhuǎn)換儀Logic Convertor，這些虛擬的設(shè)備和實(shí)際儀器面板很相似，其各種按鈕開關(guān)使用起來(lái)就如同你坐在實(shí)驗(yàn)室一樣方便。另外還可以很方便

28、地將這些儀器的測(cè)試數(shù)據(jù)和波形進(jìn)行存儲(chǔ)和打印。這些儀器的功能不僅與實(shí)際儀器功能相同，而且控制面板外形和操作方式與實(shí)際儀器極為相似。通過(guò)上述虛擬儀器，可以免去昂貴的儀表費(fèi)用，用戶們可以毫無(wú)風(fēng)險(xiǎn)地接觸所有儀器，掌握常用儀表的使用。4元器件放置迅速和連線簡(jiǎn)捷方便。在虛擬電子工作平臺(tái)上建立電路的仿真，相比照擬費(fèi)時(shí)的步驟是放置元器件和連線，Multisim幾乎不需要指導(dǎo)就可以輕易地完成元器件的放置。元器件的連線也非常簡(jiǎn)單，只需要單擊源引腳和目的引腳就可以完成元器件的連接。當(dāng)元件移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)時(shí)，Multisim仍可以保持它們的連接，連線可以任意拖動(dòng)和微調(diào)。5具備模擬、數(shù)字及模擬/數(shù)字混合電路的仿真。在電路窗口

29、中既可以對(duì)模擬、數(shù)字電路進(jìn)行仿真還可以對(duì)模擬/數(shù)字混合電路進(jìn)行仿真。Multisim還提供了RF射頻電路的仿真，提供專門用于射頻電路仿真的元器件模型和儀表，以此搭建射頻電路并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，提高了射頻電路仿真的準(zhǔn)確性。6兼容性好。Multisim作為電路設(shè)計(jì)工具，它可以同其它流行的電路分析、設(shè)計(jì)和制板軟件交換數(shù)據(jù)。如Protel、SPICE等。7強(qiáng)大的電路分析功能，可以實(shí)時(shí)顯示測(cè)量結(jié)果。Multisim除了提供模擬儀表外，為了更好地掌握電路的性能，還提供了直流工作點(diǎn)分析、交流失真分析、噪聲分析、溫度掃描分析、傅里葉分析、傳輸函數(shù)分析、用戶自定義分析和最壞情況分析等19種分析，這些分析方法能滿足電子電

30、路的分析和設(shè)計(jì)要求，但在現(xiàn)實(shí)中有些分析功能是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。8強(qiáng)大的作圖功能。提供了強(qiáng)大的作圖功能，可以將仿真分析結(jié)果進(jìn)行顯示、調(diào)節(jié)、存儲(chǔ)、打印和輸出。使用作圖器還可以對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行測(cè)量、放置標(biāo)記、重建坐標(biāo)系以及添加網(wǎng)格。所有顯示都可以被微軟Excel、MathMathcad以及LABVIEW等軟件調(diào)用。9后處理器。利用后處理器，可以對(duì)仿真結(jié)果和波形進(jìn)行傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)工程運(yùn)算。如算術(shù)運(yùn)算、三角運(yùn)算、代數(shù)運(yùn)算、布爾代數(shù)運(yùn)算、矢量運(yùn)算和復(fù)雜的數(shù)學(xué)函數(shù)運(yùn)算。10HDL仿真。利用HDL模塊需要另外安裝，還可以進(jìn)行HDLHardware Description Language,硬件描述語(yǔ)言仿真。在MultiH

31、DL環(huán)境下可以編寫與IEEE標(biāo)準(zhǔn)兼容的VHDL或Verilog HDL程序，該軟件環(huán)境具有完整的設(shè)計(jì)入口、高度自動(dòng)化的工程管理、強(qiáng)大仿真功能、高級(jí)的波形顯示和配合調(diào)試功能。11Multisim是一個(gè)優(yōu)秀的電子技術(shù)訓(xùn)練工具，利用它提供的虛擬元件、儀器可以用比實(shí)驗(yàn)室中更靈活的方式進(jìn)行電路實(shí)驗(yàn)，仿真電路的實(shí)際運(yùn)行情況，熟悉常用電子儀器測(cè)量方法。能解決傳統(tǒng)電子實(shí)驗(yàn)過(guò)程中繁瑣、費(fèi)時(shí)、不便進(jìn)行觀測(cè)開路、短路、漏電和過(guò)載等問(wèn)題。12開設(shè)了EdaPARTS 網(wǎng)站，為用戶提供了元器件模型的擴(kuò)充和技術(shù)支持。針對(duì)不同的用戶需要，發(fā)行了增強(qiáng)專業(yè)版Power Professional、專業(yè)版(Professional)

32、、個(gè)人版(Personal)、教育版(Education)、學(xué)生版(Student)和演示版(Demo)，各種版本的功能、價(jià)格有著明顯的不同。2.3 Multisim仿真軟件的功能Multisim軟件的重要功能表達(dá)在電路分析方面，Multisim提供了19種仿真分析功能8，使用者可根據(jù)仿真電路、仿真目的和要求選擇。1直流工作點(diǎn)分析(DC Operating Point)。直流工作點(diǎn)分析就是求解電路僅受電路中直流電壓源或電流源作用時(shí)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)上的直流電壓。直流工作點(diǎn)分析是其它性能分析的根底。進(jìn)行直流工作點(diǎn)分析時(shí)，電路中的交流電源置零，電容開路，電感短路，數(shù)字器件視為高阻接地。2交流頻率分析(AC

33、 Frequency)。交流頻率分析就是對(duì)電路進(jìn)行頻率特性分析，進(jìn)行交流頻率分析時(shí)，直流電源自動(dòng)置零，輸入信號(hào)被自動(dòng)設(shè)定為正弦波形式。對(duì)某節(jié)點(diǎn)的分析，Multisim自動(dòng)產(chǎn)生該節(jié)點(diǎn)電壓放大倍數(shù)隨頻率變化的曲線(幅頻特性曲線，結(jié)果與波特圖儀仿真相同)和輸出與輸入電壓的相位差隨頻率變化的曲線(相頻特性曲線)。3瞬態(tài)分析(Transient Analysis)。瞬態(tài)分析是對(duì)選定節(jié)點(diǎn)進(jìn)行時(shí)域響應(yīng)分析，即觀察節(jié)點(diǎn)在整個(gè)顯示周期中每一時(shí)刻的電壓波形，分析結(jié)果與示波器仿真相同。在進(jìn)行瞬態(tài)分析時(shí)，直流電源保持常數(shù)，交流信號(hào)源幅值隨時(shí)間而變，電路中的電容、電感都以儲(chǔ)能模式出現(xiàn)。4參數(shù)掃描分析(Parameter

34、 Sweep)。參數(shù)掃描分析是檢測(cè)電路中某個(gè)元件的參數(shù)，在一定范圍內(nèi)變化時(shí)對(duì)電路直流工作點(diǎn)、瞬態(tài)特性、交流頻率特性的影響，這種分析方法相當(dāng)于該元器件每次取不同的值，進(jìn)行屢次仿真。在實(shí)際電路設(shè)計(jì)中，通過(guò)參數(shù)掃描分析，可以針對(duì)電路某一技術(shù)指標(biāo)，對(duì)電路的某些參數(shù)、性能指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)選。5溫度掃描分析(Temperature Sweep)。溫度掃描分析主要用于研究不同溫度條件下的電路特性。通常電路的仿真都是假設(shè)在27下進(jìn)行的，由于許多電子器件與溫度有關(guān)，當(dāng)溫度變動(dòng)時(shí)，電路的特性也會(huì)產(chǎn)生一些改變。6噪聲分析。噪聲分析就是分析噪聲對(duì)電路所產(chǎn)生的影響。由于電路中存在電容、電感和半導(dǎo)體器件，而在這些元器件中又存在

35、寄生電容和雜散電容，加之電路導(dǎo)線之間也會(huì)產(chǎn)生電容等多種原因，導(dǎo)致了電路中產(chǎn)生噪音。2.4 Multisim軟件的操作界面圖2-1 Multisim仿真軟件設(shè)計(jì)平臺(tái)圖Multisim可以在Windows982000XP環(huán)境下工作。啟動(dòng)Multisim后，它的界面顯示出功能強(qiáng)大的Windows統(tǒng)一風(fēng)格的菜單欄，如圖2-1所示。Multisim模仿了一個(gè)實(shí)際的電子實(shí)驗(yàn)臺(tái)，主窗口中最大的區(qū)域是電路工作區(qū)，在這里可以進(jìn)行電路的連接和測(cè)試。在電路工作區(qū)的下方是闡述區(qū)?？捎脕?lái)對(duì)電路進(jìn)行注釋和說(shuō)明。工作區(qū)的上面是菜單欄、工具欄，左邊是元器件庫(kù)欄，右邊是儀表工具欄。從菜單欄可以選擇電路連接、實(shí)驗(yàn)所需的各種命令。

36、工具欄包含了常用的操作命令按鈕。元器件庫(kù)欄包含了電路實(shí)驗(yàn)所需的各種元器件。儀表工具欄包括各種測(cè)試儀器。通過(guò)鼠標(biāo)操作即可方便地使用各種命令和實(shí)驗(yàn)設(shè)備。按下“啟動(dòng)停止開關(guān)或“暫停恢復(fù)按鈕圖中右上角可以方便地控制實(shí)驗(yàn)的進(jìn)程，只要按此仿真啟動(dòng)按鈕，就可以對(duì)相關(guān)的電路進(jìn)行仿真。Multisim軟件采用圖形化的電路圖輸入方式，界面友好，操作便捷。各類元器件的模型都置于各自的元器件盒內(nèi)，就如實(shí)驗(yàn)室的備件箱。只要翻開相應(yīng)的元件箱，拿出該元件拖到工作臺(tái)上，然后用連接線正確連接即可；刪除元器件時(shí)，只需將元器件放回盒中即可。在元器件上雙擊鼠標(biāo)，便可以改變?cè)骷膮?shù)。Multisim軟件元器件也可改變方向，操作時(shí)只

37、需按工具欄的旋轉(zhuǎn)按扭圖標(biāo)。就能進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。對(duì)于儀器儀表，只要將其拖到工作臺(tái)上，就像在實(shí)驗(yàn)室那樣連接線路，構(gòu)成柔性測(cè)試系統(tǒng)。假設(shè)要調(diào)整元器件的參數(shù)，只要雙擊鼠標(biāo)來(lái)改變數(shù)值即可。Multisim軟件還具有自動(dòng)布線功能，在電路圖上布線非常快捷，只要按著鼠標(biāo)從連線起點(diǎn)拉到終點(diǎn)后放開就會(huì)進(jìn)行自動(dòng)布線。Multisim仿真軟件是一種專門用于電子電路設(shè)計(jì)與仿真的EDA工具軟件，它改變了以往以變量估算和電路實(shí)驗(yàn)為根底的電路設(shè)計(jì)方法，能完成從電路的仿真設(shè)計(jì)到電路幅員生成的全過(guò)程，從而為電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、電子產(chǎn)品的開發(fā)和電子系統(tǒng)工程提供了一種全新的手段和便捷的途徑。它界面形象，采用圖形方式創(chuàng)立電路。對(duì)元器件既提供

38、了理想模型。又可以進(jìn)行不同的故障仿真，所用的測(cè)試儀器外形及操作方法與實(shí)際儀器很相似。Multisim軟件進(jìn)行仿真的學(xué)科多，幾乎包含電類專業(yè)的所有學(xué)科。例如：電工根底電路、低頻電路、高頻電路、脈沖與數(shù)字電路、電視機(jī)電路、音響電路、電子測(cè)量電路、射頻電路以及機(jī)電電路等9。特別是當(dāng)它對(duì)模數(shù)電路的混合仿真功能毫不遜色，幾乎能夠100%地仿真出真實(shí)電路的結(jié)果，正因?yàn)槿绱?，Multisim深受廣闊電路設(shè)計(jì)者的喜愛，特別是在教育領(lǐng)域得到了更廣泛應(yīng)用。2.5. Multisim在單片機(jī)中的使用2.5.1MCU Module的特性(1)支持4種類型的單片機(jī)芯片,分別是Intel或At2mel公司的8051和80

39、52芯片,和Microchip公司的PIC16F84和PIC16F84a芯片。(2)支持對(duì)外部RAM、外部ROM、鍵盤和LCD等外圍設(shè)備的仿真。(3)包含8051/8052 Metalink assembler, Hi-TechC51-Lite Compiler, Microchip MPASM for PIC16,Hi-Tech PICC-Lite Compiler,分別對(duì)4種類型芯片提供匯編和編譯支持。(4)所建工程支持C代碼、匯編代碼以及16進(jìn)制代碼,并兼容第三方工具源代碼。(5)包含設(shè)置斷點(diǎn)、單步運(yùn)行、查看和編輯內(nèi)部RAM、特殊功能存放器等高級(jí)調(diào)試功能。2.5.2 Multisim在單

40、片機(jī)中的使用方法下面簡(jiǎn)單介紹在Windows XP環(huán)境下,利用Multisim進(jìn)行單片機(jī)系統(tǒng)仿真的步驟7。一、 原理圖設(shè)計(jì)在建立的circuit中對(duì)單片機(jī)及其外圍電路原理圖的設(shè)計(jì)與以往單純的模擬或數(shù)字電路的設(shè)計(jì)類似,但需要注意的是在進(jìn)行單片機(jī)芯片放置過(guò)程中,應(yīng)該對(duì)MCU Wizard的3個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行合理的設(shè)置,以便有利于接下來(lái)的軟硬件聯(lián)合仿真。在實(shí)例中選擇的是8051芯片,首先設(shè)置workspace name，然后在Programming language中選擇Assembly,同時(shí)設(shè)置Projectname和source file name。單片機(jī)芯片放置完成后,會(huì)在Design Toolbo

41、x中顯示出完整的工程結(jié)構(gòu)。通過(guò)鼠標(biāo)左鍵單擊Schematic Capture窗口左下角的選項(xiàng)卡,可以方便地在Schematic Capture、Source Code Editor以及Debug Viewe之間進(jìn)行切換,從而完成原理圖設(shè)計(jì)、程序設(shè)計(jì)以及仿真進(jìn)程的控制。二、程序設(shè)計(jì)選擇進(jìn)入Source Code Editor后,即可在該窗口內(nèi)進(jìn)行程序的編寫,待程序編寫完成后,需要進(jìn)行匯編操作,在Design Toolbox中右擊source file name .asm,在下拉菜單中點(diǎn)擊Build即可完成,并會(huì)在界面最下方看到匯編結(jié)果。MCU Module微控制器協(xié)同仿真，在保證編譯匯編無(wú)誤后,

42、即可進(jìn)行單片機(jī)系統(tǒng)仿真。仿真時(shí),不僅可以采用以往Multisim版本中模擬、數(shù)字電路的仿真方法,即在Schematic Capture環(huán)境下點(diǎn)擊Run按鍵,觀察電路仿真結(jié)果;而且可以利用MCU Module全面的高級(jí)調(diào)試功能,詳細(xì)了解仿真過(guò)程中程序的運(yùn)行和各存儲(chǔ)器的狀態(tài)。三、合理布局窗口為了能夠同時(shí)觀察電路仿真過(guò)程、程序運(yùn)行階段以及各存儲(chǔ)器單元的狀態(tài),首先應(yīng)該對(duì)整個(gè)工作環(huán)境各窗口進(jìn)行合理布局。在同一個(gè)下拉菜單中點(diǎn)擊Debug View,即可出現(xiàn)源文件調(diào)試窗口;點(diǎn)擊Memory View,即可顯示存儲(chǔ)器窗口。此時(shí)可以在工具欄中Window的下拉菜單中選擇Tile Horizontal,即可出現(xiàn)窗

43、口布局。四、仿真暫停功能選擇當(dāng)前窗口,此時(shí)點(diǎn)擊工具欄中的Run按鍵(或按F5),即可在Schematic Capture中觀察到電路的仿真過(guò)程。點(diǎn)擊Pause Simulation(或按F6),仿真暫時(shí)停止,此時(shí)可以詳細(xì)檢查以下信息:Schematic Capture窗口中電路仿真中間結(jié)果;程序當(dāng)前所在位置,即Debug窗口中左側(cè)箭頭所指方位;特殊功能存放器狀態(tài)、內(nèi)部RAM狀態(tài)等。五、單步運(yùn)行程序在仿真暫停后,點(diǎn)擊Step into(或按F11),即可進(jìn)行程序的單步運(yùn)行操作,這一點(diǎn)與其他被廣泛應(yīng)用的單片機(jī)仿真軟件(如Keil,Proteus等)相同,好處在于可以對(duì)程序的運(yùn)行情況更加明晰。六、設(shè)

44、置代碼斷點(diǎn)設(shè)置斷點(diǎn),即在Source Code Editor窗口中相應(yīng)代碼前點(diǎn)擊右鍵,在菜單中選擇Toggle breakpoint,即可出現(xiàn)Source Code Editor窗口中的圓餅圖形。仿真過(guò)程中,點(diǎn)擊閉合開關(guān)時(shí),當(dāng)程序運(yùn)行至斷點(diǎn)所在位置時(shí),會(huì)自動(dòng)暫停運(yùn)行,此時(shí)可以觀察程序運(yùn)行位置以及各存儲(chǔ)器狀態(tài),再次點(diǎn)擊Run按鍵可繼續(xù)仿真。七、編輯存儲(chǔ)器內(nèi)容在仿真過(guò)程中,無(wú)論程序運(yùn)行至何處,在運(yùn)行暫停后,不僅可以觀察SFR以及IRAM等存儲(chǔ)器狀態(tài),而且可以將SFR和IRAM中的內(nèi)容編輯為任意內(nèi)容。也是Multisim MCU Module在協(xié)同仿真時(shí)的顯著特色。第三章 Multisim單片機(jī)系統(tǒng)

45、仿真實(shí)例3.1單片機(jī)端口I/O口仿真一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆諉纹瑱C(jī)I/O口的使用方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容從8051單片機(jī)P0、P1、P2、P3中任選兩個(gè)端口，一個(gè)端口接邏輯電平開關(guān)輸入設(shè)備，另一個(gè)端口接發(fā)光二極管顯示電路。無(wú)條件將邏輯電平開關(guān)輸入的數(shù)據(jù)傳送給發(fā)光二極管顯示電路。例如，使用P0口輸入、P1口輸出。三、實(shí)驗(yàn)要求根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容編寫一個(gè)程序，并在Multisim工作平臺(tái)上調(diào)試和驗(yàn)證。四、實(shí)驗(yàn)說(shuō)明和電路原理圖在Multisim10單片機(jī)仿真界面的電路窗口中，構(gòu)建出的電路圖如圖3-1所示，發(fā)光二極管從左至右排列的顏色順序依次是綠、紅、綠、紅、綠、紅、綠、紅。圖3-1 單片機(jī)I/O口仿真電路圖注意：在進(jìn)行單

46、片機(jī)仿真時(shí)，一定要接上5V電源和地線GND。而電源有VCC和VDD兩種，VCC用于TTL電路，VDD用于CMOS電路。本例中74LS244是TTL電路，因此使用VCC，假設(shè)使用VDD那么仿真不能順利進(jìn)行。五、實(shí)驗(yàn)步驟1源程序的編寫$MOD51; This includes 8051 definitions for the metalink assembler ORG 00HMAIN: MOV P0, #0FFH MOV A, P0 MOV P1,A SJMP MAINEND2匯編源程序在匯編窗口中單擊運(yùn)行按鈕，如果程序正確，在下方的匯編信息欄中顯示匯編時(shí)間，匯編信息。匯編通過(guò)會(huì)給出“0 err

47、or(s) 0 warnings(s)的提示。假設(shè)程序中有語(yǔ)法錯(cuò)誤，那么會(huì)給出錯(cuò)誤的提示信息，通過(guò)雙擊出錯(cuò)的信息，光標(biāo)自動(dòng)跳到程序出錯(cuò)的地方。圖3-2 單片機(jī)I/O口電路仿真結(jié)果3 加載仿真源程序編譯通過(guò)后，就可以加載到硬件電路中通過(guò)單擊仿真按鈕或單擊菜單欄中的simulate選項(xiàng)，選擇Run進(jìn)行加載仿真，觀察仿真結(jié)果，發(fā)光二極管全亮，發(fā)光顏色從左至右的排列順序依次是綠、紅、綠、紅、綠、紅、綠、紅，如圖3-2。3.2單片機(jī)I/O口仿真流水燈一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆諉纹瑱C(jī)I/O口的使用方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 任選一個(gè)端口接發(fā)光二極管顯示電路，編程使8個(gè)發(fā)光二極管從左至右逐個(gè)發(fā)光流水燈。三、實(shí)驗(yàn)要求根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)

48、容編寫一個(gè)程序，并在Multisim工作平臺(tái)上調(diào)試和驗(yàn)證。四、實(shí)驗(yàn)說(shuō)明和電路原理圖 圖3-3 單片機(jī)I/O口仿真流水燈電路圖 在Multisim單片機(jī)仿真界面的電路窗口中，構(gòu)建出的電路圖如圖3-3所示，發(fā)光二極管從左至右的排列順序依次是綠、紅、綠、紅、綠、紅、綠、紅。注意：在進(jìn)行單片機(jī)仿真時(shí)，一定要接上5V電源和地線GND。而電源有VCC和VDD兩種，VCC用于TTL電路，VDD用于CMOS電路。本例中74LS244是TTL電路，因此使用VCC，假設(shè)使用VDD那么仿真不能順利進(jìn)行。五、實(shí)驗(yàn)步驟1 源程序的編寫流水燈程序代碼如下：$MOD51; This includes 8051 defini

49、tions for the metalink assembler ORG 00H MOV A, #1 LOOP: MOV P1,A CALL DELAY RL A SJMP LOOP DELAY: MOV R1, #02H DELAY1: DJNZ R1, DELAY1 RET END注意：由于 Multisim仿真電路時(shí)，時(shí)間被拉伸了，即仿真的時(shí)間與實(shí)際運(yùn)行的時(shí)間相比是按比例放大了，因此在做單片機(jī)仿真時(shí)，任何軟件或硬件延時(shí)都不能如實(shí)際運(yùn)行那樣計(jì)算時(shí)間，而是只能如本例這樣定時(shí)很短的時(shí)間，否那么仿真的時(shí)間將會(huì)非常長(zhǎng)，根本不可能等待。按鍵控制程序代碼如下： ORG 00H MOV A, #00H

50、MOV P1,ALOOP: MOV A, P0 MOV P1, A CALL DELAY SJMP LOOP DELAY: MOV R1, #02H DELAY1: DJNZ R1, DELAY1 RET END2 匯編源程序 在匯編窗口中單擊運(yùn)行按鈕，如果程序正確，在下方的匯編信息欄中顯示匯編時(shí)間，匯編信息。匯編通過(guò)會(huì)給出“0 error(s) 0 warnings(s)的提示。假設(shè)程序中有語(yǔ)法錯(cuò)誤，那么會(huì)給出錯(cuò)誤的提示信息，通過(guò)雙擊出錯(cuò)的信息，光標(biāo)自動(dòng)跳到程序出錯(cuò)的地方。3加載仿真源程序編譯通過(guò)后，就可以加載到硬件電路中通過(guò)單擊仿真按鈕或單擊菜單欄中的simulate選項(xiàng)，選擇Run進(jìn)行加

51、載仿真。圖3-4 開關(guān)J2的設(shè)置窗口在本例中，通過(guò)雙擊開關(guān)J2，會(huì)出現(xiàn)如圖3-4的設(shè)置窗口，可設(shè)置各個(gè)開關(guān)的操作鍵來(lái)控制LED的亮滅，Switch1 key 用數(shù)字鍵上的1鍵控制，Switch2 key用數(shù)字鍵上的2鍵控制，Switch3 key用數(shù)字鍵上的3鍵控制，Switch4 key用數(shù)字鍵上的4鍵控制，Switch5 key用數(shù)字鍵上的5鍵控制，Switch6 key用數(shù)字鍵上的6鍵控制，Switch7 key用數(shù)字鍵上的7鍵控制，Switch8 key用數(shù)字鍵上的8鍵控制，仿真時(shí)按鍵盤上的相應(yīng)數(shù)字鍵來(lái)控制發(fā)光二極管的發(fā)光情況。2 4 5 6 7 8圖3-5 按鍵控制的流水燈仿真結(jié)果圖

52、仿真之后，首先看到8個(gè)發(fā)光二極管全亮，依次按下數(shù)字鍵上的1至8個(gè)鍵使8個(gè)發(fā)光二極管依次熄滅。再次按下1至8個(gè)鍵會(huì)使8個(gè)發(fā)光二極管依次被點(diǎn)亮，出現(xiàn)圖3-5中的1至8種狀態(tài)。3.3使用單片機(jī)定時(shí)器控制蜂鳴器發(fā)聲圖3-6 單片機(jī)定時(shí)器控制蜂鳴器發(fā)聲電路圖一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆諉纹瑱C(jī)定時(shí)計(jì)數(shù)器的使用方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)電路如圖3-6所示，用8051單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器T0定時(shí)，控制蜂鳴器發(fā)聲，使之發(fā)聲1s,停止1s,重復(fù)循環(huán)。三、實(shí)驗(yàn)要求根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容編寫一個(gè)程序，并在Multisim工作平臺(tái)上調(diào)試和驗(yàn)證。四、實(shí)驗(yàn)說(shuō)明和電路原理圖注意：蜂鳴器的電壓默認(rèn)為9V，而電源電壓才5V，因此可將蜂鳴器的電壓改為4.5V，

53、而為能較清楚地聽到聲音，可將蜂鳴器的頻率由默認(rèn)的200Hz改為1kHz。五、實(shí)驗(yàn)步驟 1程序的編寫程序代碼如下：$MOD51; This includes 8051 definitions for the metalink assembler ORG 00H AJMP MAIN ORG 0013H DJNZ R0, EXITCPL P1.0 MOV R0,#10EXIT: MOV DPTR,#65535 MOV TH0, DPHMOV TL0, DPL RETI ORG 0040HMAIN: MOV TMOD,#01H MOV DPTR,#65535 MOV TH0,DPH MOV TL0,D

54、PL SETB EA SETB ET0 SETB P1.0 MOV R0, #10 SETB TR0 SJMP $END2仿真加載仿真后，可聽到計(jì)算機(jī)主機(jī)箱內(nèi)的揚(yáng)聲器有周期地發(fā)出嘟，嘟聲。該程序使用單片機(jī)內(nèi)部的硬件定時(shí)器，但由于仿真環(huán)境下，每一步運(yùn)行的時(shí)間被大大拉伸，因此定時(shí)時(shí)間不能如理論計(jì)算的設(shè)置。3.4用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)鋸齒波發(fā)生器 圖3-7 單片機(jī)實(shí)現(xiàn)鋸齒波發(fā)生器電路圖一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆仗摂M示波器的使用方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)電路如圖3-7所示，用8051單片機(jī)仿真通過(guò)雙通道示波器顯示鋸齒波。三、實(shí)驗(yàn)要求根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容編寫一個(gè)程序，并在Multisim工作平臺(tái)上調(diào)試和驗(yàn)證。四、實(shí)驗(yàn)說(shuō)明和電路原理圖對(duì)

55、于三角波發(fā)生器，通過(guò)累加器A的值由零不斷地增大，同時(shí)賦給P1口來(lái)實(shí)現(xiàn)鋸齒波的上升段，當(dāng)?shù)竭_(dá)最大值FFH時(shí)，再加一就又回到零，反映在波形上是一下子又回到了零點(diǎn)，如此周而復(fù)始便形成了鋸齒波。五、實(shí)驗(yàn)步驟 1程序的編寫程序代碼如下：$MOD51; This includes 8051 definitions for the metalink assemblerORG 0000HLJMP STARTORG 0030HSTART: MOV A,#00HLOOP: MOV P1,A NOP INC A LJMP LOOP END2仿真 單擊仿真按鈕進(jìn)行加載仿真，雙擊XSC1示波器顯示鋸齒波的波形如圖3-8

56、所示。說(shuō)明：雙通道示波器為一種雙蹤示波器，該儀器的圖標(biāo)上共有6個(gè)端子，分別為A通道的正負(fù)端、B通道的正負(fù)端和外觸發(fā)的正負(fù)端。連接時(shí)要注意它與顯示儀器的不同:(1)A、B兩個(gè)通道的正端分別只需要一根導(dǎo)線與待測(cè)點(diǎn)相連接，測(cè)量的是該點(diǎn)與地之間的波形。2假設(shè)需測(cè)量器件兩端的信號(hào)波形，只需將A和B通道的正負(fù)端與器件兩端相連即可。Timebase模塊該模塊主要用來(lái)進(jìn)行時(shí)基信號(hào)的控制調(diào)整調(diào)整。其各局部功能如下：1Scale: X軸刻度選擇。控制在示波器顯示信號(hào)時(shí)，X軸每一格所代表的時(shí)間。單位為ms/Div, 范圍為1ps-1000Ts。直接單擊Scale右側(cè)的X軸刻度選擇參數(shù)設(shè)置文本框，將彈出上/下拉按鈕，

57、即可為顯示信號(hào)選擇適宜的時(shí)間刻度。2X position：用來(lái)調(diào)整時(shí)間基準(zhǔn)的起始點(diǎn)位置。即控制信號(hào)在X軸的偏移位置，調(diào)整的范圍為5至5V。直接單擊X position右側(cè)的參數(shù)設(shè)置文本框，將彈出上/下拉按鈕，即可為顯示信號(hào)選擇適宜的起點(diǎn)。正值使起點(diǎn)向右移動(dòng)，負(fù)值使起點(diǎn)向左移動(dòng)。3Y/T：選擇X軸顯示時(shí)間刻度且Y軸顯示的電壓信號(hào)幅度的示波器顯示方式，即信號(hào)波形隨時(shí)間變化的顯示方式，是翻開示波器后的默認(rèn)顯示方式。4Add：選擇X軸顯示時(shí)間以及Y軸顯示的電壓信號(hào)幅度為A通道和B通道的輸入信號(hào)之和。5B/A ：選擇將A通道信號(hào)作為X軸掃描信號(hào)，B通道信號(hào)幅度除以A通道信號(hào)幅度后所得信號(hào)作為Y軸的信號(hào)輸

58、出。6A/B：選擇將B通道信號(hào)作為X軸掃描信號(hào)，A通道信號(hào)幅度除以B通道信號(hào)幅度后所得信號(hào)作為Y軸的信號(hào)輸出。 2、Channel 該模塊用于雙通道示波器輸入通道的設(shè)置。1 Channel A：A通道設(shè)置。2 Scale:Y軸的刻度選擇:控制在示波器顯示信號(hào)時(shí)，Y軸每一格所代表的電壓刻度。單位為V/Div,范圍為1pV-1000TV。直接單擊Scale右側(cè)的Y軸刻度選擇參數(shù)設(shè)置文本框，將彈出上/下拉按鈕。即可為顯示信號(hào)選擇適宜的Y軸電壓刻度。Scale參數(shù)設(shè)置文本框主要用于在顯示信號(hào)時(shí)，對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)?shù)乃p，以便能在示波器的顯示屏上觀察到完整的信號(hào)波形。3Y position：用來(lái)調(diào)整示波

59、器Y軸方向的原點(diǎn)。即波形在Y軸的偏移位置，調(diào)整范圍為3至3：直接單擊Y position右側(cè)的參數(shù)設(shè)置文本框，將彈出上/下拉按鈕，即可為顯示信號(hào)選擇適宜的Y軸起點(diǎn)位置。正值使波形向上移動(dòng)，負(fù)值使波形向下移動(dòng)。 Y position主要用于使兩個(gè)混合在一起的信號(hào)通過(guò)Y軸原點(diǎn)的設(shè)置區(qū)分開來(lái)。 AC方式：濾除顯示信號(hào)的直流局部，僅僅顯示信號(hào)的交流局部。0：沒有信號(hào)顯示，輸出端拉地。DC方式：將顯示信號(hào)的直流局部與交流局部求和后進(jìn)行顯示。 4Channel B：B通道設(shè)置;用法與A通道設(shè)置一樣。3、 Trigger 該模塊用于設(shè)置示波器的觸發(fā)方式。1Edge：觸發(fā)邊沿的選擇設(shè)置，有上升邊沿和下降邊沿等選擇方式。 2Level：設(shè)置觸發(fā)電平的大小，該選項(xiàng)表示只有當(dāng)被顯示的信號(hào)超過(guò)該文本框中的數(shù)值時(shí)，示波器才能進(jìn)行采樣顯示。3Type：設(shè)置觸發(fā)方式，Multisim中提供了以下幾種觸發(fā)方式。 Auto：自動(dòng)觸發(fā)方式，只要有輸入信號(hào)就顯示波形。Single：?jiǎn)蚊}沖觸發(fā)方式，滿足觸發(fā)電平的要求后，示波器僅僅采樣一次。每單擊Single一次便產(chǎn)生一個(gè)觸發(fā)脈沖。No