仿真電路繪制

仿真電路繪制第1頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月8.1原理圖電路繪制圖8-1或非邏輯電路圖或非邏輯電路屬于一般基本電路，其電路如圖8-1所示。繪制前要先認識Multisim9的操作界面，如何調(diào)用元件以及連接導線。第2頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月8.1.1熟悉Multisim9系統(tǒng)界面8.1原理圖電路繪制執(zhí)行開始→程序→ElectronicsWorkbench→Multisim9，打開Multisim9的主窗口，如圖8-2所示。它是一個Multisim9的虛擬電子實驗平臺，各部分主要功能如下：

1.電路工作區(qū)：用于搭建仿真電路和顯示仿真分析結果。

2.菜單欄：包括File（文件菜單）、Edit（編輯菜單）、View（視圖菜單）、Place（放置菜單）、Simulate（仿真菜單）、Transfer（導出菜單）、Tools（設計工具菜單）、Options（選項菜單）和Help（幫助菜單）等。

3.工具欄：常用的工具欄包括System（系統(tǒng)工具欄）、Designs（設計工具欄）、Instrument（儀器工具欄）、Zoom（縮放工具欄）和InUseList（當前原件清單），這些提供了電路仿真時常用的工具按鈕。執(zhí)行菜單View→Toolbars可打開或關閉所選中的工具欄。

4.元件欄：提供電路仿真所需要的各種元件，執(zhí)行菜單View→Toolbars可打開或關閉元件欄。

5.仿真開關：用于控制仿真實驗的操作過程，執(zhí)行菜單View→Toolbars→Main可打開或關閉仿真開關，系統(tǒng)默認為打開狀態(tài)。第3頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月8.1原理圖電路繪制圖8-2Multisim9主窗口第4頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月8.1.2熟悉Multisim9仿真電路繪制步驟8.1原理圖電路繪制1.繪制步驟進行電路仿真實驗前，必須先搭建好線路。仿真電路的建立主要包括以下幾個步驟：(1)新建電路文件。(2)設置電路工作窗口。(3)選擇和放置元件。(4)連接線路。(5)設置元件參數(shù)。(6)調(diào)用和連接儀器。(7)顯示電路的節(jié)點編號。(8)啟動仿真。第5頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月8.1原理圖電路繪制圖8-3打開文件對話框2.文件的創(chuàng)建與打開(1)新建電路文件執(zhí)行菜單命令File→New創(chuàng)建一個新的電路文件，屏幕出現(xiàn)一個新的電路工作窗口，系統(tǒng)自動產(chǎn)生circuit1的電路文件，在電路文件未保存之前，其文件名為circuit1.ms9。在該窗口，我們可以進行仿真電路的創(chuàng)建。如果當前已打開一個電路，并且已被修改，則在打開新的電路的窗口之前，系統(tǒng)會提示是否保存當前修改過的電路。(2)打開已有文件執(zhí)行菜單命令File→Open打開已有的電路文件。屏幕顯示如圖8-3所示的對話框，選擇路徑后選中要打開的文件。第6頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月8.1原理圖電路繪制圖8-4工作窗口設置對話框3.窗口參數(shù)設置Multisim9可以根據(jù)用戶的要求，能夠?qū)Υ翱诮缑孢M行設置。(1)設置圖紙大小執(zhí)行菜單命令Options→SheetProperties（參考選項）或在電路繪制區(qū)的空白處單擊鼠標右鍵，選擇Properties，也可以打開參考選項對話框。單擊其中的WorkSpace（工作空間）選項卡，屏幕彈出如圖8-4所示的窗口。第7頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月8.1原理圖電路繪制圖8-5電路圖選項對話框(2)設置柵格、頁邊緣和標題欄的顯示狀態(tài)在圖8-5所示的選項框中，Show欄設置電路圖柵格、頁邊緣和標題欄顯示狀態(tài)，單擊復選框打“√”后選中該項。第8頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月8.1原理圖電路繪制(3)設置電路圖選項執(zhí)行菜單命令Options→SheetProperties，打開Circuit選項，屏幕彈出圖8-4所示的電路圖選項對話框。Show用于設置元件標號、參考編號、屬性、標稱值和節(jié)點編號等顯示狀態(tài)；Color用于設置電路圖顏色，在下拉列表框中可以選擇四種固定配色方案或Custom（自定義），當選擇Custom時，可自行對電路圖背景、連接線和元件顏色等進行設置。ComponentLabel（元件標號）和ComponentReferenceID（元件參考編號）是兩個不同的概念，前者是用戶自定義的元件標簽，允許不同的元件具有相同的標號，但實際中不同的元件應設置不同的的標號，后者為計算機用來區(qū)分兩個元件的一種標示，盡管可以修改參考編號，但在電路中不允許重復。第9頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月8.1原理圖電路繪制圖8-6元件符號標準設置(4)設置元件符號標準執(zhí)行菜單Options→GlobalPreference，打開Part（部件箱）選項，屏幕彈出對話框，在Symbolstandard區(qū)設置元件符號標準，如圖8-6所示，共有DIN（歐洲標準）和ANSI（美國標準）兩種標準。選擇不同的符號標準，在部分元件庫中以不同的符號表示，其中DIN標準接近我國國標符號。第10頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月8.1原理圖電路繪制圖8-7自動備份設置(5)自動備份設置執(zhí)行菜單Options→GlobalPreference，單擊Save選項卡，選中Auto-backup可以設置自動備份時間，如圖8-7所示。第11頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月8.1原理圖電路繪制圖8-8字體、字號設置(6)字體、字號設置執(zhí)行菜單Options→SheetProperties，單擊Font（字體）選項卡可以設置元件標號、標稱值、管腳號、節(jié)點號、說明文字的字體和字號的大小等，如圖8-8所示。第12頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月8.1原理圖電路繪制4.放置元件創(chuàng)建電路的第一步是將所需要的元件放進電路窗口中，常見的方法有從元件工具欄中選取元件、啟動菜單的放置元件命令、利用查找命令以及從InUseList中選取元件。(1)從元件工具欄中選取元件選取元件最直接的方法是從元件工具欄中選取。首先要確定該元件屬于哪個庫，然后確定所屬元件庫中所在的元件欄，再從選中的元件工具欄中選出具體型號的元件。下面以4511BD（5V）為例來說明具體的操作步驟。1)單擊元件工具欄中按鈕，彈出如圖8-9所示的SelectaComponent對話框。2)在圖8-9所示對話框的database下拉菜單中，選取所需要的元件庫。Multisim9提供了3個元件庫，分別是MultisimMaster元件庫、CorporateLibrary元件庫和User元件庫。Multisim9默認的元件庫為MultisimMaster元件庫，也是最常用的元件庫。3)在圖8-9所示對話框的Group下拉列表中，選取所需元件所在組。由于是在Multisim9用戶界面中，單擊COMS元件工具欄，利用此下拉列表，還可以選擇其他元件工具欄。第13頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月8.1原理圖電路繪制圖8-9SelectaComponent對話框

4)在Family顯示窗口中，顯示了COMS元件庫中COMS、74HC和Tinalogic三個系列。選中COMS系列，在Compnent滾動窗口中顯示COMS系列的各種集成電路，在此可以選擇所需元件的具體型號，例如4511BD（5V）。5)在圖8-9所示的對話框右側，Symbol窗口中顯示了選中元件的電路符號。在Fuction顯示框中顯示了該元件的功能。在ModelManuf.\ID顯示框中顯示了該元件的生產(chǎn)廠家，在Footprint顯示框中顯示了該元件的封裝。第14頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月8.1原理圖電路繪制圖8-104511BD的模型參數(shù)報告單擊Search按鈕，可以搜索具有某特點的元件。單擊Model按鈕，可以查看選中元件的模型參數(shù)報告。例如4511BD模型參數(shù)報告如圖8-10所示。第15頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月8.1原理圖電路繪制(2)啟動菜單的放置元件命令使用放置元件命令的方式來選擇元件，執(zhí)行菜單Place→Component命令，就會彈出如圖8-9所示的對話框，具體操作同上一樣。(3)從InUserList中選取已調(diào)用的元件在InUserList中列出了當前電路中已經(jīng)放置的元件，如果要使用相同的元件，可以直接從InUserList的下拉列表中選取，選取元件的參考序號會自動加1。(4)放置虛擬元件在電路設計中，會用到各種各樣的元件，特別是在電路調(diào)試過程中，要達到設計要求，需要頻繁更改元件的參數(shù)。這就對仿真軟件提出了更高的要求，即能隨意修改元件的參數(shù)。Multisim9據(jù)此要求，提供了區(qū)別現(xiàn)實元件的虛擬元件。放置虛擬元件主要有兩種方法，一是按照放置現(xiàn)實元件的方法在元件工具欄相應類型的選項中選??；二是通過虛擬元件欄選取。1)通過元件工具欄放置。單擊相應元件工具欄，彈出該類元件工具欄的SelectaComponent對話框，在Family欄選擇相應的虛擬元件。例如，單擊Basic元件工具欄，彈出如圖8-9所示的SelectaComponent對話框，在Family下拉列表中選擇元件類，在Component窗口中羅列了相應的虛擬元件。第16頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月圖8-11虛擬元件工具欄2)通過虛擬元件欄放置。在用戶界面中，有一組底色為天藍色圖標的工具欄就是虛擬工具欄（VirtualToobar），如圖8-11（a）所示。若用戶界面沒有顯示虛擬工具欄，單擊View→Toobar→Virtual命令顯示出該工具欄。虛擬工具欄包含有10個虛擬圖標，單擊每個圖標都會彈出相應的一組虛擬元件欄，如單擊BasicComponentBar圖標，彈出如圖8-11（b）所示的基本元件欄。8.1原理圖電路繪制第17頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月8.1原理圖電路繪制圖8-12虛擬電阻屬性對話框3)修改虛擬元件的參數(shù)。下面以放置100kΩ的虛擬電阻為例說明如何修改虛擬元件的參數(shù)。單擊圖8-11（b）所示基本元件工具欄中的PlaceResistor按鈕，可在電路窗口中放置一個默認值為1kΩ的虛擬電阻，雙擊該虛擬電阻圖標，彈出如圖8-12所示的虛擬電阻的屬性對話框。第18頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月8.1原理圖電路繪制圖8-13元件調(diào)整快捷菜單5.調(diào)整元件布局(1)選中元件在對元件進行移動、旋轉(zhuǎn)、刪除和參數(shù)設置等操作前，必須先選中該元件，用鼠標單擊選取。選擇某一個元件，可用鼠標左鍵單擊該元件；選中多個元件，可在按住Shift鍵的同時，依次單擊要選中的元件；選中某區(qū)域的元件，可在電路窗口中拖拽出一個矩形區(qū)域，該區(qū)域內(nèi)的元件被同時選中。單擊工作區(qū)的空白處，取消元件的選中狀態(tài)。(2)元件移動為了使電路布局合理，有時需要對元件，包括圖標、參考編號和標稱值等進行移動。移動一個元件，通過選中該元件圖標后拖動光標來實現(xiàn)；移動一組元件，先選中這些元件，然后用鼠標左鍵拖拽其中任意一個元件，則所有選中元件都會一起移動。元件移動后，與其相連的導線會自動重新排列。(3)元件旋轉(zhuǎn)和翻轉(zhuǎn)在繪制電路圖時，為了避免迂回繞行的連線，常常需要對元件進行翻轉(zhuǎn)或旋轉(zhuǎn)等操作。將光標移動到元件上，單擊鼠標右鍵，屏幕彈出一個元件調(diào)整快捷菜單，如圖8-13所示，從中選擇相應操作可完成相應功能。第19頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月8.1原理圖電路繪制圖8-14電位器控制鍵設置窗口(4)元件復制和刪除在圖8-13中選中菜單Copy復制當前選中元件；執(zhí)行菜單Cut剪切當前選中元件。選中元件后，單擊Delete鍵可以刪除選中的元件。(5)調(diào)整可調(diào)元件對于電位器、可變電容、可變電感和開關等可調(diào)元件，在仿真過程中是通過鍵盤上的按鍵來控制的。在電路窗口中放置一只電位器，雙擊該電位器，屏幕彈出如圖8-14所示的電位器控制鍵的設置窗口。元件中的“Key＝×”（×為控制鍵），一般修改為所需的字母，圖中為大寫字母“A”，按鍵在同一窗口中一般不能重復，以免多個元件同時受控于同一個按鍵；“50%”表示阻值的百分比，當前為50%。第20頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月8.1原理圖電路繪制6.連接線路元件布局完畢，就可進行線路連接，Multisim9有手工連線和自動連線兩種連接方式。(1)自動連線電路圖在元件數(shù)目不多的情況下，可以采用自動連線。自動連線時將光標指向第一個元件的管腳上，光標變?yōu)椤?”號，單擊鼠標左鍵開始連線，移動光標屏幕自動拖出一條連線，將光標移動到下一個元件管腳處，再次單擊鼠標左鍵，系統(tǒng)自動產(chǎn)生一條連線。在光標移動過程中，若單擊鼠標右鍵，則取消該操作。導線連接完成后系統(tǒng)自定義節(jié)點編號。連線默認為紅色，要改變顏色默認值，右擊電路窗口，從彈出的菜單中單擊Color菜單項，進行設置。若要改變某段連線的顏色，把光標放到該連接線上，單擊鼠標右鍵，從彈出的菜單中選擇Color項進行設置即可。第21頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月8.1原理圖電路繪制圖8-15連線參數(shù)設置對話框(2)自動連線參數(shù)設置執(zhí)行菜單命令Options→SheetProperties,單擊Wiring（連線）選項，屏幕彈出如圖8-15所示的連接參數(shù)設置對話框。其中WireWidth用于設置連線寬度。第22頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月8.1原理圖電路繪制(3)手工連線當電路圖比較龐大時，系統(tǒng)在自動布線時可能會出現(xiàn)不必要的繞行，造成電路圖復雜，讀圖困難，此時可以選擇手工連線。手工連線可以在光標移動過程中改變導線的路徑，即每單擊一次鼠標左鍵改變一次導線路徑。(4)修改走線連線完成后，想進行局部調(diào)整，可以單擊該連線，連線上出現(xiàn)很多拖動點，單擊兩拖動點之間的連線，光標變成雙箭頭“”，拖動箭頭實現(xiàn)連線的修改；如果單擊拖動點，則該點上出現(xiàn)三角箭頭，此時拖動箭頭實現(xiàn)任意角度的的走線。(5)節(jié)點的使用在連線過程中，如果連線一端為元件管腳，另一端為導線，則在導線交叉處系統(tǒng)自動打上節(jié)點。若連線的起點不是元件管腳或節(jié)點，則需要在電路中手工添加節(jié)點才可以進行連線。執(zhí)行菜單Place→Junction（節(jié)點），此時光標帶有一個懸浮的節(jié)點，將光標移動到適當?shù)奈恢?，單擊鼠標左鍵放置節(jié)點。在連接過程中，一個節(jié)點最多可以連接四個方向的連線。(6)設置節(jié)點的特性在電路連接時，系統(tǒng)對電路中每一個節(jié)點自動分配一個節(jié)點號，在進行仿真分析時需要使用節(jié)點號。雙擊該連接線，屏幕彈出節(jié)點特性設置對話框，其中NodeName用于設置節(jié)點編號。在同一電路中，節(jié)點編號是唯一的；PCB→TrackWidth用于設置PCB布線寬度。(7)刪除元件、連線和節(jié)點用鼠標左鍵選中元件，執(zhí)行菜單Edit→Delete鍵，可以實現(xiàn)元件的刪除操作。元件刪除后，與之相連的導線會一起刪除。用鼠標單擊連線或節(jié)點，按下Delete鍵，可以刪除連線或節(jié)點。第23頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月8.1原理圖電路繪制圖8-16Multisim9默認標題欄7.文字添加(1)添加文字說明執(zhí)行菜單命令Place→Text，在電路窗口合適位置單擊鼠標左鍵，即可放置輸入文字對話框，單擊鼠標右鍵結束輸入。(2)添加電路描述執(zhí)行菜單Tools→DescriptionBoxEditor(放置電路描述)，屏幕彈出一個窗口，在窗口內(nèi)輸入描述文字后，保存內(nèi)容并關閉窗口。如果要查看寫好的電路描述內(nèi)容，執(zhí)行菜單View→CircuitDescriptionBox，可以打開電路描述窗口。(3)添加標題欄放置標題欄的方法是執(zhí)行菜單命令Place→TitleBlock，彈出“打開”對話框，將文件路徑添加為Multisim9安裝路徑下的Titleblocks目錄，在該文件夾內(nèi)，存放了Multisim9為用戶設計的9個標題欄文件。例如選中Multisim9默認標題文件（default.Tb7）,單擊打開按鈕，彈出如圖8-16所示的標題欄。第24頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月8.1原理圖電路繪制8.文件的保存與退出(1)文件存盤執(zhí)行菜單File→Save，保存當前電路。如果是第一次進行文件存盤，屏幕將彈出一個對話框，此時可以選擇驅(qū)動器和路徑，輸入文件名，系統(tǒng)自動給定文件格式為*ms9,單擊“保存”即可存盤。(2)更名保存執(zhí)行菜單File→SaveAs，用新的文件名保存當前電路圖，原有文件名中的電路不會發(fā)生變化。(3)關閉文件執(zhí)行菜單File→Colse，關閉當前的電路圖。若當前電路已進行修改，并且尚未存盤，系統(tǒng)在關閉之前會提示保存電路圖。(4)退出編輯執(zhí)行菜單File→Exit，關閉所有打開的電路窗口，并退出Multisim9系統(tǒng)。如果修改的電路圖尚未保存，系統(tǒng)會提示是否保存電路。第25頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月8.1原理圖電路繪制8.1.3或非邏輯電路繪制1.設置電路工作窗口創(chuàng)建一個新電路文件，選擇菜單Options→SheetProperties進行電路工作窗口參數(shù)設置，單擊Workspace（工作空間），設置圖紙大小為A4，方向設置為縱向；選擇菜單Options→GlobalPreferences，單擊Part（部件箱）選項，在Symbolstandard區(qū)設置元件符號標準為DIN，在此我們繪制的是一個或非邏輯電路圖，如圖8-1所示。2.放置元件電路工作窗口設置完成后，開始放置元件。用鼠標單擊打開元件所在庫，單擊所需要的元件，此時光標上帶有一個懸浮的元件圖標顯示在電路工作區(qū)，將元件移動到適當?shù)奈恢迷俅螁螕羰髽?，放置好元件。由于在Multisim9中數(shù)字IC的電源和接地一般設置為隱藏，為保證電路仿真的正常進行，通常在涉及數(shù)字器件的電路中要放置數(shù)字電路的電源和地。本圖中使用了數(shù)字器件74LS08D，所以在電路中放置了數(shù)字的電源和地。3.元件布局依次將元件從部件箱中放置于電路工作區(qū)的適當位置，并通過移動和旋轉(zhuǎn)元件等操作對元件進行布局調(diào)整。第26頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月8.1原理圖電路繪制5.設置元件參數(shù)從部件箱中選出的元件沒有標號，其參考編號也是由系統(tǒng)自動給定的，連接完電路應根據(jù)實際情況對元件進行重新編號和重新確定標稱值，用光標雙擊所需元件可以進行修改。繪制好的電路如圖8-1所示。6.觀察電路工作結果電路繪制完成后，單擊仿真開關，按下A鍵或B鍵，根據(jù)或非邏輯關系，三個電壓探測器亮起來。第27頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月8.2總線電路繪制圖8-17使用總線前后的譯碼器顯示電路對比譯碼器顯示電路可以用一般的繪制方法，但為了簡化電路，我們往往用總線來進行繪制，其電路如圖8-17所示?？偩€（Bus）通常是一組具有相關性信號線的總稱，如計算機中的數(shù)據(jù)總線、地址總線和彩電中的控制總線等?？偩€在電路上通常表現(xiàn)為一根粗線，由于總線本身沒有實際的電氣連接意義，所以必須定義總線名和分支編號，具有相同分支編號的導線，通過總線在電氣上是連接的，這樣可以使原理圖的空間簡潔，也便于讀圖。第28頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月8.2總線電路繪制圖8-18Bus連接對話框放置總線的操作過程如下：1.執(zhí)行菜單Place→Bus，進入繪制總線狀態(tài)。2.拖動所要繪制總線的總線的起點，即可拉出一條總線，如要轉(zhuǎn)彎，則單擊即可。到達指定位置后，雙擊完成該總線，系統(tǒng)自動給出總線名稱。如果要修改總線名稱，則雙擊該總線打開Bus對話框，在其中的BusName欄輸入新的總線名稱，然后單擊OK按鈕。3.接著繪制元件與該總線連接的端線，單擊所要連接的元件引腳，然后移向總線，再單擊則出現(xiàn)如圖8-18所示的對話框。輸入端線的名稱，如A或B，本教材采用默認端線名稱（即Ln1、Ln2、Ln3、……），單擊OK按鈕，關閉對話框，即可把端線名稱反映到電路圖上，如圖8-17（b）。第29頁，課件共33頁，創(chuàng)作于2023年2月8.2總線電路繪制圖8-19連接第一引腳圖8-20確認對話框4.第二個元件管腳與總線連接端線的方法與第一個元件管腳連接方法相同。單擊所要連接第二個元件的引腳，單擊右鍵，彈出菜單，選擇Properties命令，出現(xiàn)如圖8-19所示的對話框。將圖中NetName