1、 Multisim 2001 使用简介Multisim 是 Interactive Image Technologies (Electronics Workbench)公司推出的以Windows 为基础的仿真工具，适用于板级的模拟 /数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。为适应不同的应用场合，Multisim 推出了许多版本，用户可以根据自己的需要加以选择。在本书中将以教育版为演示软件，结合教学的实际需要，简要地介绍该软件的概况和使用方法，并给出几个应用实例（样例文件见光盘） 。第一节 Multisim 概貌软件以图形界面为主，采
2、用菜单、工具栏和热键相结合的方式，具有一般 Windows 应用软件的界面风格，用户可以根据自己的习惯和熟悉程度自如使用。一、Multisim 的主窗口界面。启动 Multisim 2001 后，将出现如图 1 所示的界面。界面由多个区域构成：菜单栏，各种工具栏，电路输入窗口，状态条，列表框等。通过对各部分的操作可以实现电路图的输入、编辑，并根据需要对电路进行相应的观测和分析。用户可以通过菜单或工具栏改变主窗口的视图内容。二、菜单栏菜单栏位于界面的上方，通过菜单可以对 Multisim 的所有功能进行操作。不难看出菜单中有一些与大多数 Windows 平台上的应用软件一致的功能选项，如File
3、，Edit ，View ，Options ，Help。此外，还有一些 EDA 软件专用的选项，如Place， Simulation，Transfer 以及 Tool 等。1. FileFile 菜单中包含了对文件和项目的基本操作以及打印等命令。命令 功能New 建立新文件Open 打开文件Close 关闭当前文件Save 保存Save As 另存为New Project 建立新项目Open Project 打开项目Save Project 保存当前项目Close Project 关闭项目Version Control 版本管理Print Circuit 打印电路Print Report 打印报
4、表Print Instrument 打印仪表Recent Files 最近编辑过的文件Recent Project 最近编辑过的项目Exit 退出 Multisim2. EditEdit 命令提供了类似于图形编辑软件的基本编辑功能，用于对电路图进行编辑。命令 功能Undo 撤消编辑Cut 剪切Copy 复制Paste 粘贴Delete 删除Select All 全选Flip Horizontal 将所选的元件左右翻转Flip Vertical 将所选的元件上下翻转90 ClockWise 将所选的元件顺时针 90 度旋转90 ClockWiseCW 将所选的元件逆时针 90 度旋转Compon
5、ent Properties 元器件属性3View通过 View 菜单可以决定使用软件时的视图，对一些工具栏和窗口进行控制。命令 功能Toolbars 显示工具栏Component Bars 显示元器件栏Status Bars 显示状态栏Show Simulation Error Log/Audit Trail 显示仿真错误记录信息窗口Show XSpice Command Line Interface 显示 Xspice 命令窗口Show Grapher 显示波形窗口Show Simulate Switch 显示仿真开关Show Grid 显示栅格Show Page Bounds 显示页边界
6、Show Title Block and Border 显示标题栏和图框Zoom In 放大显示Zoom Out 缩小显示Find 查找4Place通过 Place 命令输入电路图。命令 功能Place Component 放置元器件Place Junction 放置连接点Place Bus 放置总线Place Input/Output 放置输入/出接口Place Hierarchical Block 放置层次模块Place Text 放置文字Place Text Description Box 打开电路图描述窗口，编辑电路图描述文字Replace Component 重新选择元器件替代当前选
7、中的元器件Place as Subcircuit 放置子电路Replace by Subcircuit 重新选择子电路替代当前选中的子电路5Simulate通过 Simulate 菜单执行仿真分析命令。命令 功能Run 执行仿真Pause 暂停仿真Default Instrument Settings 设置仪表的预置值Digital Simulation Settings 设定数字仿真参数Instruments 选用仪表（也可通过工具栏选择）Analyses 选用各项分析功能Postprocess 启用后处理VHDL Simulation 进行 VHDL 仿真Auto Fault Option
8、 自动设置故障选项Global Component Tolerances 设置所有器件的误差6Transfer 菜单Transfer 菜单提供的命令可以完成 Multisim 对其它 EDA 软件需要的文件格式的输出。命令 功能Transfer to Ultiboard 将所设计的电路图转换为 Ultiboard（Multisim 中的电路板设计软件）的文件格式Transfer to other PCB Layout 将所设计的电路图以其他电路板设计软件所支持的文件格式Backannotate From Ultiboard 将在 Ultiboard 中所作的修改标记到正在编辑的电路中Expor
9、t Simulation Results to MathCAD 将仿真结果输出到 MathCADExport Simulation Results to Excel 将仿真结果输出到 ExcelExport Netlist 输出电路网表文件7ToolsTools 菜单主要针对元器件的编辑与管理的命令。命令 功能Create Components 新建元器件Edit Components 编辑元器件Copy Components 复制元器件Delete Component 删除元器件Database Management 启动元器件数据库管理器，进行数据库的编辑管理工作Update Compon
10、ent 更新元器件8Options通过 Option 菜单可以对软件的运行环境进行定制和设置。命令 功能Preference 设置操作环境Modify Title Block 编辑标题栏Simplified Version 设置简化版本Global Restrictions 设定软件整体环境参数Circuit Restrictions 设定编辑电路的环境参数9HelpHelp 菜单提供了对 Multisim 的在线帮助和辅助说明。命令 功能Multisim Help Multisim 的在线帮助Multisim Reference Multisim 的参考文献Release Note Mult
11、isim 的发行申明About Multisim Multisim 的版本说明三、工具栏Multisim 2001 提供了多种工具栏，并以层次化的模式加以管理，用户可以通过 View菜单中的选项方便地将顶层的工具栏打开或关闭，再通过顶层工具栏中的按钮来管理和控制下层的工具栏。通过工具栏，用户可以方便直接地使用软件的各项功能。顶层的工具栏有：Standard 工具栏、Design 工具栏、Zoom 工具栏，Simulation 工具栏。1Standard 工具栏包含了常见的文件操作和编辑操作，如下图所示：2Design 工具栏作为设计工具栏是 Multisim 的核心工具栏，通过对该工作栏按钮的
12、操作可以完成对电路从设计到分析的全部工作，其中的按钮可以直接开关下层的工具栏：Component 中的 Multisim Master 工具栏，Instrument 工具栏。（1）作为元器件（Component）工具栏中的一项，可以在 Design 工具栏中通过按钮来开关 Multisim Master 工具栏。该工具栏有 14 个按钮，每个每一个按钮都对应一类元器件，其分类方式和 Multisim 元器件数据库中的分类相对应，通过按钮上图标就可大致清楚该类元器件的类型。具体的内容可以从 Multisim 的在线文档中获取。这个工具栏作为元器件的顶层工具栏，每一个按钮又可以开关下层的工具栏，下
13、层工具栏是对该类元器件更细致的分类工具栏。以第一个按钮 为例。通过这个按钮可以开关电源和信号源类的 Sources 工具栏如下图所示：（2）Instruments 工具栏集中了 Multisim 为用户提供的所有虚拟仪器仪表，用户可以通过按钮选择自己需要的仪器对电路进行观测。3用户可以通过 Zoom 工具栏方便地调整所编辑电路的视图大小。4Simulation 工具栏可以控制电路仿真的开始、结束和暂停。第二节 Multisim 对元器件的管理EDA 软件所能提供的元器件的多少以及元器件模型的准确性都直接决定了该 EDA 软件的质量和易用性。Multisim 为用户提供了丰富的元器件，并以开放的
14、形式管理元器件，使得用户能够自己添加所需要的元器件。Multisim 以库的形式管理元器件，通过菜单 Tools/ Database Management 打开 Database Management（数据库管理）窗口（如下图所示） ，对元器件库进行管理。在 Database Management 窗口中的 Daltabase 列表中有两个数据库：Multisim Master 和User。其中 Multisim Master 库中存放的是软件为用户提供的元器件，User 是为用户自建元器件准备的数据库。用户对 Multisim Master 数据库中的元器件和表示方式没有编辑权。当选中 Mu
15、ltisim Master 时，窗口中对库的编辑按钮全部失效而变成灰色，如下图所示。但用户可以通过这个对话窗口中的 Button in Toolbar 显示框，查找库中不同类别器件在工具栏中的表示方法。据此用户可以通过选择 User 数据库，进而对自建元器件进行编辑管理。在 Multisim Master 中有实际元器件和虚拟元器件，它们之间根本差别在于：一种是与实际元器件的型号、参数值以及封装都相对应的元器件，在设计中选用此类器件，不仅可以使设计仿真与实际情况有良好的对应性，还可以直接将设计导出到 Ultiboard 中进行 PCB的设计。另一种器件的参数值是该类器件的典型值，不与实际器件对
16、应，用户可以根据需要改变器件模型的参数值，只能用于仿真，这类器件称为虚拟器件。它们在工具栏和对话窗口中的表示方法也不同。在元器件工具栏中，虽然代表虚拟器件的按钮的图标与该类实际器件的图标形状相同，但虚拟器件的按钮有底色，而实际器件没有，如下图所示。从图中可以看到，相同类型的实际元器件和虚拟元器件的按钮并排排列，并非所有的是元器件都设有虚拟类的器件。在元器件类型列标中，虚拟元器件类的后缀标有 Virtual，如下图所示：第三节 输入并编辑电路输入电路图是分析和设计工作的第一步，用户从元器件库中选择需要的元器件放置在电路图中并连接起来,为分析和仿真做准备。一、设置 Multisim 的通用环境变量
17、为了适应不同的需求和用户习惯，用户可以用菜单 Option/Preferences 打开 Preferences对话窗口，如下图所示。通过该窗口的 6 个标签选项，用户可以就编辑界面颜色、电路尺寸、缩放比例、自动存储时间等内容作相应的设置。以标签 Workspace 为例，当选中该标签时，Preferences 对话框如下图所示：在这个对话窗口中有 3 个分项：1Show：可以设置是否显示网格，页边界以及标题框。2Sheet size：设置电路图页面大小。3Zoom level：设置缩放比例。其余的标签选项在此不再详述。二、取用元器件取用元器件的方法有两种：从工具栏取用或从菜单取用。下面将以
18、74LS00 为例说明两种方法。1从工具栏取用：Design 工具栏 Multisim Master 工具栏TTL 工具栏74LS 按钮从 TTL 工具栏中选择 74LS 按钮打开这类器件的 Component Browser 窗口，如下图所示。其中包含的字段有 Database name（元器件数据库） ，Component Family（元器件类型列表） ，Component Name List（元器件名细表） ，Manufacture Names（生产厂家） ，Model Level-ID（模型层次）等内容。2从菜单取用：通过 Place/ Place Component 命令打开 Co
19、mponent Browser 窗口。该窗口与上图一样。3选中相应的元器件在 Component Family Name 中选择 74LS 系列，在 Component Name List 中选择 74LS00。单击 OK 按钮就可以选中 74LS00，出现如下备选窗口。7400 是四/二输入与非门，在窗口种的 Section A/B/C/D 分别代表其中的一个与非门，用鼠标选中其中的一个放置在电路图编辑窗口中，如左图所示。器件在电路图中显示的图形符号，用户可以在上面的 Component Browser 中的Symbol 选项框中预览到。当器件放置到电路编辑窗口中后，用户就可以进行移动、复制
20、、粘贴等编辑工作了，在此不再详述。三、将元器件连接成电路在将电路需要的元器件放置在电路编辑窗口后，用鼠标就可以方便地将器件连接起来。方法是：用鼠标单击连线的起点并拖动鼠标至连线的终点。在 Multisim 中连线的起点和终点不能悬空。第四节 虚拟仪器及其使用对电路进行仿真运行，通过对运行结果的分析，判断设计是否正确合理，是 EDA 软件的一项主要功能。为此，Multisim 为用户提供了类型丰富的虚拟仪器，可以从 Design 工具栏 Instruments 工具栏，或用菜单命令（Simulation/ instrument）选用这 11 种仪表，如下图所示。在选用后，各种虚拟仪表都以面板的方
21、式显示在电路中。下面将 11 种虚拟仪器的名称及表示方法总结如下表：菜单上的表示方法 在仪器工具栏上的对应按钮仪器名称 电路中的仪器符号Multimeter 万用表Function Generator 波形发生器Wattermeter 瓦特表Oscilloscape 示波器Bode Plotter 波特图图示仪Word Generator 字元发生器Logic Analyzer 逻辑分析仪Logic Converter 逻辑转换仪Distortion Analyzer 失真度分析仪Spectrum Analyzer 频谱仪Network Analyzer 网络分析仪注 1：该软件中用 代替 表
22、示反变量，例如 。A注 2：该软件没有异或符号，处理方式是将异或运算写成 。BA在电路中选用了相应的虚拟仪器后，将需要观测的电路点与虚拟仪器面板上的观测口相连（如下图） ，可以用虚拟示波器同时观测电路中两点的波形。双击虚拟仪器就会出现仪器面板，面板为用户提供观测窗口和参数设定按钮。以上图为例，双击图中的示波器，就会出现示波器的面板。通过 Simulation 工具栏启动电路仿真，示波器面板的窗口中就会出现被观测点的波形，如下图所示。第五节 电路实例这节将以 3 个电路实例说明 Multisim 在电路设计和分析中的使用方法。Multisim 的基础是正向仿真，为用户提供了一个软件平台，允许用户
23、在进行硬件实现以前，对电路进行观测和分析。例 1构造同步 16 进制计数器，并用 7 段数码管进行观测（文件名：counter.msm） 。通过运行仿真验证电路功能。在这个电路的基础上将计数器改为 10 进制，并通过仿真验证修改结果是否正确（注：显示 09） 。首先选用 T 触发器和带译码的 7 段数码管和与门一起构成 4 位 16 进制计数器如下图。在电路中选用 1Hz 矩形波发生器，通过仿真观测运行的情况。使用异步置零法，在图中加入反馈电路，当触发器的状态变为 1010 时通过 Reset 端对触发器进行清零。电路设计结果如下图。通过仿真可以观测到电路已经成为 10 进制计数器（文件名：c
24、ounterb.msm） 。例 2分析已经给出的阶梯波发生器。电路如下图（文件名：Stepwave.msm） 。通过运行仿真观测电路的功能，通过改变信号源的参数来改变阶梯波的频率，同时用示波器进行观测。从图中可以看到，电路大致分为两个部分，上部分为 4 个 T 触发器和相应门电路构成的 16 进制计数器，下部分为 D/A 转换器。电路的信号源为矩形波发生器，通过示波器观测到的波形如下图。例 3分析下图给出的电路（文件名：555.msm） ，并通过仿真观测电路的功能。在电路中将 555 的两个输入端连在一起作为信号输入端，输入为正弦波信号。整个电路的功能为施密特触发器，它将输入的正弦信号变换为矩形波信号。通过示波器观测到电路的运行情况如下图。
