1、 Multisim 原理图输入，仿真与可编程逻辑 入门指导 前言 祝贺您选择了 Multisim。我们有信心将数年来增加的超级设计功能交付给您。 Electronics Worbench是世界领先的电路设计工具供应商，我们的用户比其它任何的 EDA开发商的用户都多。所以我们相信，您将对 Multisim 以及您可能选择的任何其它的 Electronics Workbench产品所带来的价值感到满意。 文件惯例 当涉及到工具按钮时，相应的工具按钮出现在文字的左边。 虽然 multisim 的电 路显示模式是彩色的，但本手册中以黑白模式显示电路。（您可以将此定制成您喜好的设置） 当您看到这样的图标
2、时，所描述的功能只有特定的版本才有。用户可以购买相应的附加模块。 Multisim 用 Menu/Item表示菜单命令。例如， File/Open表示在 File菜单中选择 Open命令。 本手册用箭头（ ）表示程序信息。 Multisim文件系列 Multisim 文件包括“ Multisim 入门指导”、“ User Guide”和在线帮助。所有的用户都会收到这两本手册的 PDF版本。用户还会收到所购买 Multisim版本的印刷版手册。 入门指导 “入门指导”向您介绍 Multisim 界面，并指导您学习电路设计（ circuit）、仿真（ similation）、分析（ analysi
3、s）和报告（ reporting）。 User Guide “ User Guide”详细介绍了 Multisim 的各项功能，它是基于电路设计层次进行组织的，详细地描述了 Multisim 的各个方面。 在线帮助 Multisim 提供在线帮助文件系统以支持您使用，选择Help/Multisim Manual可显示详细描述 Multisim程序的文件，或者选择 Help/Multisim Help 显示包含参考资料（来自于印刷版的附录）的帮助文件，比如对 Multisim 所提供元器件的详细介绍。所有的帮助文件窗口都是标准窗口，并提供内容列表与索引。 Adobe PDF文件 Multisim
4、光盘中提供“ Getting Start and Tutorial”和“ User Guide”的 PDF文件，并且可从 Windows的 Start菜单进入。 目 录 第一章 导论 1.1 关于本章 1.2 关于本手册 1.3 什么是 Multisim？ 1.4 安装 Multisim 1.5 如何与我们联系 1.6 Multisim界面导论 1.7 定制 Multisim界面 第二章 建立电路 2.1 关于本章 2.2 导言 2.3 开始建立电路文件 2.4 在电路窗口中放置元件 2.5 给元件连线 2.6 给电路增加文本 2.7 结束 第三章 编辑元件 3.1 关于本章 3.2 元件编辑
5、器入门 3.3 进入元件编辑器 3.4 开始编辑元件 3.5 结束 第四章 给电路增加仪表 4.1 关于本章 4.2 导言 4.3 增加并连接仪表 4.4 设置仪表 4.5 结束 第五章 仿真电路 5.1 关于本章 5.2 仿真电路 5.3 观察仿真结果 5.4 结束 第六章 分析电路 6.1 关于本章 6.2 分析 6.3 关于驰豫分析 6.4 运行分析 6.5 结束 第七章 使用 HDL 7.1 关于本章 7.2 关于 Multisim中的 HDL 7.3 使用 VHDL模型元件 7.4 仿真电路 7.5 窥视可编程逻辑综合 7.6 结束 第八章 产生报告 8.1 关于本章 8.2 导言
6、8.3 产生并打印 BOM 8.4 结束 第一章 导论 1.1 关于本章 本章向您介绍本手册与 Multisim，也介绍了如何安装 Multisim以及如何安装 Multisim附加模块的功能码。 1.2 关于本手册 本手册针对所有的 Multisim用户，概括了 Multisim的各项主要功能，指导读者逐步地建立一个基本电路，并进行仿真、分析以及产生报告。本手册所描述的大多数功能，各种版本的Multisim都具备。对于某些不是所有的 Multisim版本都具备的功能，描述文字的左边用如下图标指明： 本手册假定读者已经熟悉了 Windows应用，比如，知道如何选择菜单命令、用鼠标选择条目以及怎
7、样 选中 /去选 一个选项。如果不熟悉 Windows，请参考 Windows的相关帮助文件。 1.3 什么是 Multisim？ Multisim是一个完整的设计工具系统，提供了一个非常大的元件数据库，并提供原理图输入接口、全部的数模 Spice仿真功能、 VHDL/Verilog设计接口与仿真功能、 FPGA/CPLD综合、 RF设计能力和后处理功能，还可以进行从原理图到 PCB布线工具包（如： Electronics Worbench的 Ultiboard）的无缝隙数据传输。它提供的单一易用的图形输入接口可以满足您的设计需求。 Multisim提供全部先进的设计功能，满足您从参数到产品的
8、设计要求。因为程序将原理图输入、仿真和可编程逻辑紧密集成，您可以放心地进行设计工作，不必顾及不同供应商的应用程序之间传递 数据时经常出现的问题。 1.4 安装 Multisim 1.4.1 单用户的安装 您收到的 Multisim包装中的 CD-ROM可以自行启动运行，按照如下步骤进行安装： 【注】 为了成功安装，您可能需要大于 250MB的硬盘空间，不同的版本所需要的硬盘空间不同。个人版的 Multisim 需要 100MB空间。 安装 Multisim： 1. 如果您的 Multisim版本提供了硬件锁，请将它插在计算机并口上（一般是 LPT1 口）。如果没收到硬件锁，无须进行此步。 2.
9、 开始安装前请退出 所有的 Windows应用程序。 3. 将光盘放入光驱，出现“ Welcome” 后，单击 Next继续。 4. 阅读授权协议，单击 Yes 接受协议。如果不接受协议请单击 No，安装程序将终止。 5. 阅读出现的系统升级对话框，系统窗口文件需要此时升级。单击 Next系统窗口文件的进行升级。 6. 程序再次提醒您关闭所有的 Windows 应用程序。单击 Next重新启动计算机。计算机重新启动后将会使用升级的窗口文件。 【注】 请不要取出光盘，一旦计算机重新启动， Multisim会自动继续安装进程。您将会再次看到“ Welcome”和“ License”，只需分别单击
10、Next和 Yes以继续安装。 7. 输入您的姓名、公司名称和与 Multisim一同提供给您的 20位的系列码。系列码在 Multisim 包装的背后。单击 Next 继续。 8. 如果您购买了附加模块，会收到 12位的功能码。现在就输入第一个功能码。如果没有收到功能码，略去本步。单击 Next继续进行。若输入了功能码并单击了 Next，将出现一新的输入框，继续输入其它的功能码即可。将所有的功能码输入完后，保持最后的输入框空白，单击 Next继续。 【注】 功能码与系列码不同，只有购买了附加模块才能收到功能码。 9. 选择 Multisim 的安装位置。选择缺省位置或单击 Browse选择另
11、一位置，或输入文件 夹名。单击 Next继续。 10. 安装程序将依您所输入的名称建立程序文件夹。单击Next 继续进行。 Multisin 将完成安装。单击 Cancel 可以终止安装。 Multisim 安装完毕后，可以选择是否安装 Adobe Acrobat Reader Version 4。阅读电子板手册时需要此软件，单击 Next并根据指导进行安装。如果已经安装了此软件，单击 Cancel。 1.4.2 安装功能码 如果早先已经安装了 Multisim，后来又购买了可选的附加模块并得到了功能码，需要重新运行初始安装程序，这样将使您有机会输入功能码 ，程序将相应的功能打开。安装功能码时
12、无须卸载已经安装的 Multisim。 安装功能码（假定已经安装了 Multisim） 1. 如上所述，重新运行安装程序。 2. 按照提示输入功能码，单击 Next再次出现提示输入功能码的输入框。 3. 输入您所购买的另一功能码，然后单击 Next。 4. 继续输入功能码并单击 Next，直至输入所有的功能码。 5. 输入完所有的功能码后，保持最后的输入框为空，单击Next。 1.5 如何与我们联系 我们提供多种联系方法： Email: 传真：（ 416） 977-1818 Technical Support department. 浏览我们的网页：http:/ . 电话：（ 416） 97
13、7-5550 ask for Sales or technical support. 1.6 Multisim界面导论 1.6.1 基本元素 Multisim用户界面包括如下基本元素： 【注】 缺省状态下，电路窗口的背景是黑色的；但是基于本文的目的，我们使用了白色的背景。要改变背景色，请参阅“ 1.7.1控制当前电路显示”。 与所有的 Windows应用程序类似 ,可在菜单（ Menus） 中找到所有功能的命令。 系统工具栏（ system toolbar）包含常用的基本功能按钮。 设计工具栏 使用中元件列表 菜单 系统工具栏 元件工具栏 电路窗口 数据库选择器 状态条 设计工具栏（ Mult
14、isim design Bar）是 Multisim的一个完整部分，下面 将详细介绍。 使用中元件列表（ In Use）列出了当前电路所使用的全部元件。 元件工具栏（ component toolbar）包含元件箱按钮（ Parts Bin） ,单击它可以打开元件族工具栏（此工具栏中包含每一元件族中所含的元件按钮，以元件符号区分）。 数据库选择器（ database selector）允许确定哪一层次的数据库以元件工具栏的形式显示。 状态条（ status line）显示有关当前操作以及鼠标所指条目的有用信息。 1.6.2 设计工具栏（ Design Bar） 设计是 Multisim 的核心
15、部 分，使您能容易地运行程序所提供的各种复杂功能。设计工具栏指导您安步就班地进行电路的建立、仿真、分析并最终输出设计数据。虽然菜单中可以执行设计功能，但本手册将使用方便易用的设计工具栏进行电路设计。 元件设计按钮（ Component）缺省显示，因为进行电路设计的第一个逻辑步骤是往电路窗口中放置元件。 元件编辑器按钮（ Component Editor）用以调整或增加元件。 仪表按钮（ Instruments）用以给电路添加仪表或观察仿真结果。 仿真按钮（ Simulate）用以开始、暂停或结束电路仿真。 分析按钮（ Analysis）用以选择要进行的分析。 后分析器按钮（ Postproce
16、ssor）用以进行对仿真结果的进一步操作。 VHDL/Verilog 按钮用以使用 VHDL模型进行设计（不是所有的版本都具备）。 报告按钮（ Reports）用以打印有关电路的报告（材料清单，元件列表和元件细节）。 传输按钮（ Transfer）用以与其它程序通讯，比如与 Ultiboard通讯。也可以将仿真结果输出到像 MathCAD和 Excel这样的应用程序。 本手册讲述了利用这些工具按钮建立电路、仿真电路的基 本用法，有关细节请参考 Multisim User Guide。 1.7 定制 Multisim界面 您可以定制 Multisim 界面的各个方面，包括工具栏、电路颜色、页尺寸
17、、聚焦倍数、自动存储时间、符号系统（ ANSI 或DIN）和打印设置。定制设置与电路文件一起保存，所以可以将不同的电路定制成不同的颜色。也可以重载不同的个例（比如将一特殊的元件由红色变为橙色）或整个电路。 改变当前电路的设置，一般右击电路窗口选择弹出式菜单。 用户喜好设置（用 Edit/User Preference 进行设置）组成了所有后续电路的缺省设置， 但是不影响当前电路。缺省情况下，任何新建电路使用当前的用户喜好设置。例如，如果当前电路显示了元件标号，用 File/New建立的新电路将显示元件标号。 1.7.1 控制当前显示方式 可以控制当前电路和元件的显示方式，以及细节层次。 控制当
18、前电路的显示方式。右击电路窗口选择弹出式菜单： 显示格点 Grid Visible（ toggles on and off） 显示标题栏与边界 Show Title and Border (toggles on and off) 颜色 Color（可以选择电路窗口中不同元素的颜色） 显示 Show（显示元件及相关元素的细节情况） 试用这些选项进行操作。 17.2 设置缺省的用户喜好 新建立的电路使用缺省设置。用用户喜好进行缺省设置，它影响后续电路，但不影响当前电路。 选择 Edit/User Preference 进行缺省设置，下面是用户喜好对话框： 选择希望的标签，例如，要对元件标志和颜色进
19、行设置，单击Circuit 标签。要设置格点、标题栏和页边界是否显示，单击Workspace 标签。请练习这些选项，记住，只有建立了新的电路后才会看到结果。 1.7.3 其它定制选项 可以通过对下列条目的显示或隐藏、拖动和重定尺 寸来定制界面： 系统工具栏 system toolbar 聚焦工具按钮 Zoom toolbar 设计工具栏 Design Bar 使用中列表“ in use” list 数据库选择器 database selector 这些更改对目前所有的电路都有效。下一次打开电路时，被移动和重定尺寸的条目将保持这个位置和尺寸。 最后，可以用 View菜单显示或隐藏各个元素。 第二
20、章 建立电路 2.1 关于本章 本章将介绍如何放置元件，如何为元件连线。本手册的其它章节将用到本章建立的这个电路。 2.2 导言 本手册引导您建立并仿真一个 简单的电路。第一步是选择要使用的元件，放置在电路窗口中希望的位置上，选择希望的方向，连接元件，以及进行其它的设计准备。 要建立的是一个简单的二极管闪烁电路。完成本章中各个步骤后，得到如下电路： 此电路建立过程中各个步骤的电路文件与 Multisim一同交付。本手册指导您如何建立此电路。但是如果有必要，您也可以打开不同步骤的电路文件作参考。 2.3 开始建立电路文件 要开始建立电路文件，只需运行 Multisim。它会自动打开一个空白的电路
21、文件。电路的颜色、尺寸和显示模式基于以前的用户喜好设置。可以象 1.7所描述的那样，用弹出式菜单根据需要改变设置，也可以参考 Multisim User Guide。 2.4 往电路窗口中放置元件 现在可以往电路窗口中放置元件了。如 Multisim User Guide所介绍的那样， Multisim 提供三个层次的元件数据库（ Multisim主数据库“ Multisim Master”、用户数据库“ User”，有 些 版 本 有 合 作 / 项 目 数 据 库“ corporate/project(corp/proj)”）。因为本手册只是指导性的，我们只关注与 Multisim 一同交
22、付给您的“ Multisim”层次的主数据库。欲了解其它层次的元件数据库，请参考Multisim User Guide。 2.4.1 关于元件工具栏 元件工具栏是缺省可见的，如果不可见，请单击设计工具栏的Component按钮。 元件被分成逻辑组或元件箱，每一元件箱用工具栏中的一个按钮表示。将鼠标指向元件箱，元件族工具栏打开，其中包含代表各族元件的按钮。 例如： 2.4.2 放置元件 本节讲述如何利用元件工具栏放置元件，这是放置元件的一般方法。如 Multisim User Guide 中所介绍的，也可以用Edit/Place Component放置元件，当不知道要放置的元件包含在哪个元件箱中
23、时这种方法很有用。 2.4.2.1 放置第一个元件 第一步：放置电源 放置第一个元件（一个 5V电源）。 1. 将鼠标指向电源工具按钮（或单击该按钮），电源族工具栏显示： 将鼠标放置在元件箱上 元件族工具栏打开 【要点】在按钮上移动鼠标会显示按钮所代表的元件族的名称。 2. 单击直流电压源按钮，鼠标指示已为放置元件做好准备。 3. 将鼠标移到要放置元件的左上角位置，利用页边界可以精确地确定位置，单击鼠标，电源出现在电路窗口中： 【注】可以 隐藏元件周围的描述性文本。右击鼠标，从弹出式菜单中选择 Show。 第二步：改变电源值 电源的缺省值是 12V，可以容易地将电压改为我们需要地 5V。 鼠标
24、所指即为元件左上角位置，使您可以将元件容易地放置在希望的位置上 改变电源值： 1. 双击电源出现电源特性对话框，电源值标签（ Value tab）显示如下： 【注】关于电源特性对话框的其它标签，参考 Multisim User Guide。 2.将 5改为 12，单击 OK。 值的改变只对虚拟（ Virtual）元件有效，虚拟元件不是真实的，也就是说您不可能从供应商那里买到。虚拟元件包括所有的电源和虚拟电阻 /电容 /电感，以及大量的用来 提供理论对象的真实元件，如理想的运算放大器等。 Multisim 用两种方法处理虚拟元件，与处理真实元件稍有不同。首先，虚拟元件与真实元件的缺省颜色不同，这
25、样会提醒您这些元件不是真实的，不会输出到 PCB布线软件。下一步放置电阻时将会看到这种差别。第二，放置虚拟元件时不是从浏览器中选择的，因为可以任意设置元件值。 2.4.2.2 放置下一个元件 第一步：放置电阻 放置第一个电阻： 1.放置鼠标于基本元件工具箱上，在出现的工具栏中单击电阻按钮，出现电阻浏览器： 出现这个浏览器的原因是由于电阻族中包含很 多真实元件，也就是您可以买到的元件。它显示了主数据库中所有可能得到的电阻。 【注】放置直流电源时不出现浏览器，因为直流电源中只有虚拟元件。 2.滚动 Component List找到 470ohm的电阻。 【要点】输入头几个数字可以快速滚动 Comp
26、onent List，比如输入 470后，浏览器会滚动到相应的区域。 3.选择 470ohm电阻，然后单击 OK。鼠标出现在电路窗口中。 4. 将鼠标移动到 A5位置，单击鼠标放置元件。 注意电阻的颜色与电源不同，提醒您它是实际的元件（可以输出到 PCB布线软件）。 第二步：旋转电阻 为了连线方便，需要旋转电阻。 旋转电阻： 1. 右击电阻，出现弹出式菜单。 2. 选择菜单中的 90CounterCW命令，结果如下： 3. 如果需要，可以移动元件的标号，特别是在对电阻进行了数次旋转后，您又不喜欢标号的显示方式时。例如，您要移动元件的参考 ID，只需单击并拖动它即可，或者利用键盘上的箭头键，标号
27、每次移动一个格点。 第三步：增加其它电阻 本电路需要两个电阻，分别是 120ohm和 470ohm。 要添加电阻： 1. 按照以上步骤在 D 行、 2 列的位置添加加一个 120ohm 的电阻，请注意此电阻的参考 ID是“ R2”，表 示它是第二个放置的电阻。 2. 放置第三个电阻： 470ohm的电阻（可以用“ In Use”列表），将此电阻放置在 4B位置。 稍微看一下设计工具栏右边的“ In Use”列表。它列出了迄今为止放置的所有的元件，单击列表中的元件可以容易地重用此元件。 结果如下： 如果需要可以容易地将已放置的元件移动到希望的位置。单击选中元件（确定选定的是元件不是标号），用鼠标
28、拖动或用箭头键每次移动一步。 第四步：存储文件 选择 File/Save As菜单命令，给出存储位置与文件名。 2.4.2.3 放置其它元件 1. 按照 以上步骤将下列元件放置在 2.2节图中所指位置。 一个红色的 LED（取自于 Dioeds族）放置在 R1的正下方。 一个 74LS00D（取自于 TTL 族）在 D1 位置。由于此元件有四个门，所以程序将提示您确定使用哪个门。四个门相同，可任选一个。 一个 2N2222A 双极型 NPN三极管（取自于三极管族），放置在 R2的右方。 另一个 2N2222A 双极型 NPN三极管放置在 LED正下方（拷贝并粘贴前边的三极管到新位置即可）。 一
29、个 330nf的电容（取自于基本元件族），放置在第一个三极管的右方，并沿顺时针方向旋转（如果需要， 旋转后可以移动标号）。 接地（取自于电源族），放置在 V1、 Q1、 Q2和 C1的下方。电路中可以用多个地，本手册中用一个地连接多个元件。 一个 5V的电源 VCC（取自于电源族），放置在电路窗口的左上角；一个数字地（取自于电源族）放置在 VCC下方。 结果如下： 【要点】选中元件后用箭头键可以快速地沿直线移动元件，将元件排成一条直线便于连线。 2. 选择 File/Save存储文件。 2.5 改变单个元件和节点的标号和颜色 可以改变 Multisim赋予元件的标号与颜色。 改变任一个元件的标
30、号： 1. 双击元件出 现元件特性对话框。 2. 单击标号 Label 标签，输入或调整标号（由字母与数字组成，不得含有特殊字符和空格）。 3. 单击 Cancel取消改变。单击 OK存储改变。 改变任一个元件的颜色，右击元件出现弹出式菜单，选择 CoLor命令，从出现的对话框中选择合适的颜色。 【要点】改变任一个元件的颜色与改变当前电路或用户喜好的颜色设置不同。 2.6 给元件连线 既然放置了元件，就要给元件连线。 Multisim有自动与手工两种连线方法。自动连线为 Multisim 特有，选择管脚间最好的路径自动为您完成连线，它可以避免连线通过 元件和连线重叠；手工连线要求用户控制连线路
31、径。可以将自动连线与手工连线结合使用，比如，开始用手工连线，然后让 Multisim 自动地完成连线。 对于本电路，大多数连线用自动连线完成。您可以对本章中所建立的电路进行连线，也可以打开 Tutorial 文件夹中的tut1.msm进行连线，这个电路中元件已放置在合适的位置上。 2.6.1 自动连线 我们将开始为 V1和地连线。 开始自动连线： 1. 单击 V1下边的管脚。 2. 单击接地上边的管脚。两个元件就自动完成了连线。结果如下： 【注】连线缺省为红色。要改变颜色缺省值， 右击电路窗口，选择弹出式菜单的 Color命令。要改变单个连线的颜色，单击此连线，选择弹出式菜单中的 Color命
32、令。 3. 用自动连线完成下列连接： V1到 R1。 R1到 LED。 LED到 Q2的集电极。 Q2和 Q1的发射极。 C1到地。 Q1的基极到 R2。 R3到 U3的第三脚（输出）。 R3到 C1。 U1的第一脚到第二脚。 R3 到 V1 和 R1 的连线（节点 1）。先单击 R3 管脚然后单击连线，程序自动在连接点上增加节点。 Q2的基极和 Q1的集电极。 结果如下： 按 ESC结束自动连线。 要删除连线，右击连线 从弹出式菜单中选择 Delete 或按DELETE键。 2.6.2 手工连线 现在要将 U1的输入连接到 LED与 Q2之间的连线，使用手工连线可以精确地控制路径。 Multisim 防止将两根连线连接到同一管脚，这样可以避免连线错误。我们现在从 U1 的 1 脚与 2 脚间的连线开始进行，而不是从 1 脚或 2脚开始，从连线中间开始连线需要在连线上增加节点。 增加节点： 1. 选择 Edit/Place Junction 菜单命令，鼠标指示已经做好放置节点准备。 2. 单击 U1输入间的连线放置节点。 3. 出现节点特性对话框，保持节点特性为缺省状态 ，单击 OK。
