最全面的Multisim14仿真设计流程指南

1

第2章 Multisim 仿真流程

本节我们⽤⼀个案例（模拟⼩信号放⼤及数字计数电路）来演⽰Multisim 仿真⼤体流程，这个案例来⾃Multisim 软件⾃带Samples ，Multsim也有对应的⼊门⽂档（Getting Started ），只要⽤户安装了Multsim 软件，就会有这样的⼀个⼯程在软件⾥，这样就不需要再四处搜索案例来学习。

执⾏菜单【File 】→【Open samples…】即可弹出“打开⽂件”对话框，从中找到“Getting Started ”下的“Getting Started Final ”（Final 为最终完成的仿真⽂件）打开即可

此案例的难度与复杂度都不⾼，因为过于复杂的电路会让Multisim 仿真初学者精⼒过于分散，难以从宏观上把握Multisim 电路仿真设计流程。在这个案例中，我们对于Multisim 软件的使⽤操作（如调⽤元器件、连接元器件、编辑参数、运⾏仿真）都会做尽量详细的描述，以期达到尽快让新⼿熟悉Multisim ⽬的，这也是为更简要阐述后续案例打基础。

本书在⾏⽂时描述的Multisim 步骤操作，均使⽤菜单⽅式，事实上，⼤多数操作可以直接使⽤⼯具栏上的快捷按钮，读者可⾃⾏熟悉，执⾏的结果与菜单操作都是⼀致的2.1 电路原理

我们将要完成的仿真电路如下图所⽰：

2

⼀切不以原理为基础的仿真都是耍流氓，所以这⾥我们简要阐述⼀下原理：以U4-741运算放⼤器为核⼼构成的同相⽐例放⼤器，对来⾃V1的交流信号进⾏放⼤（其中，R4为可调电阻，可对放⼤倍数进⾏调整）。放⼤后的信号，⼀路送⼊⽰波器进⾏观测，另⼀路作为时钟脉冲信号送⼊U2-74LS190N（可预置同步BCD⼗进制加减法计数器）进⾏计数，计数结果输出为⼗进制，经U3-74LS47N（BCD-七段数码管译码器）译码后驱动七段数码管进⾏数字显⽰。另外U2-74LS190N配置为加法器，同时将⾏波时钟输出第13脚（RCO）驱动发光⼆极管。

左下区域有两个单⼑双掷开关进⾏计数控制，S1接到U2的第4脚（CTEN）计数使能控制引脚，

低有效，当S1切换到接地（GND）时，计数才开始，否则计数停⽌；S2接到U2的第11脚（LOAD），也是低有效，当S2切换到接地（GND）时，就把预置数（ABCD）赋给（Q A Q B Q C Q D），这⾥电路配置的（ABCD）都是接地（GND），因此相当于S2开关为清零功能。右上区域还有三个旁路电路，左侧的插座与仿真没有关系。2.1.1 新建仿真⽂件

1、⾸先我们打开Multsim软件，如下图所⽰，默认有⼀个名为Design1的空⽩⽂件已经打开在⼯作台（WorkSpace）中。

3

2、这个名为“Design1”的⽂件是没有保存的，我们先将其保存起来，并将其重新命名。执⾏菜单【File 】→【Save as 】即可弹出如下图所⽰的“另存为”对话框，选择合适的路径，并将其命名为“MyGettingStarted ”，最后点击“保存”即可

4

3、此时的主界⾯应如下图所⽰：可以看到之前为“Design1”的地⽅都已经被我们刚刚取的名称“MyGettingStarted ”替换掉了

2.1.2 放置元器件

仿真⽂件新建完成后，下⼀步应该将电路相关的元器件从器件库中调出来，这个案例涉及的器件有点多，请读者耐⼼点。下表为本电路中所有元器件在库中的位置，熟悉Multisim 软件的读者可以直接根据表中信息进⾏查找并调出相应的元器件。标识符与元器件

（RefDes and Component ）组 （Grop ） 系列 （Family ）LED1 – LED_blue Diodes LEDVCC

GND - DGND GRROUNDSources

POWER_SOURCES

U1-SEVEN_SEG_DECIMAL_COM_A_BLUE Indicators HEX_DISPLAY U2 – 74LS190N U3 – 74LS47N TTL 74LS R1 - 200Ω BasicRESISTOR R2 – 8Line_Isolated Basic RPACK R3 – 1k Basic RESISTOR R4 – 50k Basic RESISTOR S1,S2 - SPDTBasicSWITCH5U4 - 741Analog OPAMP

V1 – AC_VOLTAGE Sources

SIGNAL_VOLTAGE_ SOURCES C1 – 1uF C2 – 10nF C3 – 100uF Basic

CAP_ELECTROLIT J1 – HDR1X4ConnectorsHEADERS_TEST

如果是Multisim 软件新⼿，可以⼀步步往下阅读：

1、执⾏菜单【Place 】→【Component 】即可打开“选择元器件”（Select a Component ）对话框。⾸先如下图所⽰选择“Indicators ”组下“HEX_DISPLAY ”系列中的“SEVEN_SEG_DECIMAL_COM_A_BLUE ”，再点击OK 按钮即可。

2、此时元器件在光标上呈现为虚线等待⽤户确定放置的位置。在此过程中，如果元器件有必要进⾏旋转或镜像等操作，可以使⽤通⽤的【Ctrl+R 】、【Ctrl+X 】、【Ctrl+Y 】等快捷键

6

3、将光标移动到⼯作台的合适位置，再左键点击即可放置此元器件，可以看到，此元器件的标识符是U1。

4、我们继续放置“计数器电路”的其它元器件，如下图所⽰：

7

8

9

10排阻默认值为1k 欧姆，我们双击排阻元器件，即可弹出如下所⽰的对话框，将Value 值改为180即可

5、放置元器件的顺序不同时，元器件标记符可能有所不同，但这不会对仿真产⽣影响。完成后应如下图所⽰

R2

180ΩVCCVCCU274LS190NU374LS47N

11

6、放置计数控制部分的元器件如下图所⽰

S1

Key = SpaceS2

Key = Space

GNDVCC

12

7、放置“模拟运算放⼤器”部分的元器件如下图所⽰：

13 VCC

R450kΩKey=A

50 %R3V1

14

8、放置“旁路电容”部分的元器件如下图所⽰：

VCC

VCC

5.0V C1

1µF

C2

10nFC3

100µF

GND15

9、放置“插座”部分的元器件如下图所⽰：

J1

HDR1X4

GNDVCC

5.0V

2.1.3 连接电路

所有的元器件都有⽤来连接其它元器件或仪器的引脚，与其它原理图或PCB 设计⼯具不同的是，连接操作不需要特殊的⼯具，只要你的光标放在元器件的某个引脚上⽅，光标就会变成⼗字准线，再点击-移动-点击操作即可完成引脚的连接操作了。

16

1、将光标移动到电阻R2的下侧引脚上，此时光标将会变成上图所⽰的⼗字准线，点击后（放开）即有⼀根线粘在⼗字准线上，再移到U2的第13脚上再点击⼀下，此两个引脚之间的连接即完成了，如下图所⽰：

74LS190N

2、同理，将其它部分连接好，连接好后的“数字计数器”部分如下图所⽰：

VCCVCC

173、最终连接好的电路如下图所⽰：

2.1.4 仿真

电路设计仿真可以提前发现设计中的错误，节省时间与成本。这⾥我们⾸先对上步中的电路进⾏完善⼯作。

1、设置单⼑双掷开关S1、S2切换的快捷键。这⼀步并不是必须的，在电路仿真进⾏时，你可以⽤⿏标点击开关进⾏位置的切换，也可以提前设置好快捷键。双击S1，在弹出的如下对话框中Value 页表项设置Key for toggle 值，表⽰按下此按键时，此开关将进⾏切换

2、同理，将S2设置切换按键为“L”，此时应如下图所⽰：

3、添加⽰波器观察信号。执⾏【Simulate】→【Instruments】→【Oscilloscope】即可添加⽰虚拟⽰波器，与放置其元器件⼀样，再如下图所⽰连接两个通道的信号即可：18

19

4、⼀切都已经准备就绪，执⾏菜单【Simulate 】→【Run 】即可开启电路的仿真了。双击上⼀步中添加的⽰波器，即可弹出如下图所⽰的窗⼝

我们将其做适当的调整，如下图所⽰：