multisim在硬件系统设计实训中的应用

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1、Multisim在硬件系统设计实训中的应用首先介绍Multisim仿真软件的优点，其次通过闪烁二极管电路和基于Multisim的单片机开发举例，说明Multisim在硬件系统设计实训中进行模拟电路和数字电路分析和设计的方法。关键词：Multisim；硬件系统设计；仿真硬件系统设计是计算机科学专业的一门重要实训课程，它是以实验为主线，让学生掌握使用电子设计自动化工具进行硬件系统设计的技术，是计算机组成原理和电子设计自动化等课程的重要补充教学。该课程具有很强的实践性，但是传统的实验需要购买大量实验元器件，教学投入高且教学效果不明显。为了更好地改革教学

2、模式，在课堂上引入Multisim仿真分析不仅可以节省资金，还可以改善实验环境，方便实验教学。?1．Multisim及其在实训教学中的优点　　Multisim是美国国家仪器（NI）有限公司推出的以ultisim11.0。目前高校教学中普遍使用的是Multisim10.0，其功能十分强大，能胜任电路分析、模拟电路、数字电路及自动控制原理等多个方面的虚拟仿真，并提供多达18种基本分析方法。　　实训教学的目的是让学生在掌握相关知识和技能的基础上，锻炼培养动手能力和创新意识。相比传统实训教学模仿性强、选题及仪器设备受限和保姆式教学的弊端，利用Multis

3、im进行实践教学具有以下优点：（1）硬件系统设计课程的很多概念和内容用语言表达不如用实验演示教学效果好，Multisim软件将仿真结果以直观生动的图画呈现在学生面前，有利于学生在脑中建立相应的图景，更轻松地掌握相关知识[3]；（2）在Multisim仿真实训中，学生可以模拟出传统实验室里无法得到的仿真曲线，灵活地改变电路结构和实验参数，分析不同的实验结果，整个设计过程有利于提高学生学习兴趣，有效培养学生计划组织和解决问题的能力；（3）Multisim10中的微控制器（MCU）协同仿真模块可以在SPICE建模电路中加入微控制器，并配合汇编语言或C语

4、言编程，方便了数字电路、计算机体系结构和嵌入式系统控制的实现；（4）Multisim软件的使用为实训教学改革提供了便利，教师可以实时演示实训过程，保证学生轻松观察实验并边看边做。2．Multisim在硬件系统设计实训中的应用　　为了说明Multisim在硬件系统设计实训中的应用过程，下面以两个例子具体说明：　　2.1闪烁二极管电路　　该实验作为硬件系统设计实训课程的入门项目，主要教学目的在于让学生熟悉Multisim的集成开发环境，学习在Multisim中进行硬件系统设计的步骤和流程。主要实训内容是学习Multisim中的各种元器件，包括电源、基

5、本器件、分析工具的功能和和使用。具体步骤为：放置电源、放置电阻及其它元件；改变元件属性并为元件连线；放置示波器并设置示波器及连线，仿真电路和示波器结果分别如图1和图2所示：　　　　图1闪烁二极管仿真电路　　　　图2示波器结果图　　2.2基于Multisim的单片机开发　　该实验作为硬件系统设计实训课程的综合提高项目，主要教学目的是训练学生在Multisim中使用汇编语言实现基于单片机的液晶显示功能。具体步骤为：新建工程文件；选择电源、8051、电阻、电容、晶振、LCD和相关元器件并放置在合适位置，按照图3连接好电路并保存电路。在左侧的“Desig

6、nToolbox”中左键单击“Circuit1”前面的“+”号，然后一直点击“+”号，双击“main.asm”文件，在原图纸栏的编程界面输入汇编语言程序。程序输入完成后，再用鼠标右键点击右边的“DesignToolbox”中的“main.asm”文件，点击出现的菜单中的“Build”。编译通过后即可点击“DesignToolbox”中的“Circuit1”，并点击开关按钮“Run”，在弹出的对话框中点击“YES”，程序就开始执行，LCD开始显示。　　　　图3基于汇编语言的单片机仿真电路　　其它可以安排的较复杂实训项目还包括：全加器、译码器、定时器

7、、触发器、数据选择器、移位寄存器的实现及应用；组合逻辑电路的冒险现象分析；同步时序电路的分析与设计；集成同步、异步计数器的实现及应用等；电阻X络DAC设计及分析；综合性实训包括：数字钟、数字式抢答器和数字频率计设计实现等。3.结束语　　综上所述，把Multisim应用到硬件系统设计实训课程中，学生可以将抽象认识与形象仿真结果结合起来，既锻炼了动手能力也加深了对课程理论知识的理解，教学效果显著提升。