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(1)提升了Multisim的易用性。Multisim软件以图形界面为主,采用菜单、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,设计者可以根据自己的习惯和熟悉程度自如使用。
(2)增加了丰富的电路元件库。扩充了MCU模块,提供了包括INTEL/Atmel 8051/8052和MicrochipPIC16F84a的单片机完整系统的仿真。
(3)增加了C语言和汇编语言的支持。设计者可以方便的使用这两种语言对MCU进行控制和仿真。
(4)提供了为SPICE和MCU的综合仿真环境。设计者可以在设计流程中提早对电路设计进行验证,使设计更为简洁。
(5)增加了MCU菜单对单片机进行调试和控制及断点跟踪,使单片机仿真更为容易和方便。
从Multisim 10的特性中可以看到,它集电路和编程仿真于一体,可以方便地在设计窗口进行电路器件的放置、连线和程序的编写并仿真,对于单片机教学更为方便和高效率[10]。
3.4 Multisim 10软件分析工具
Multisim 10有l8种分析工具,分别是直流工作点分析、交流分析、瞬态分析、傅立叶分析、噪声分析、噪声系数分析、失真分析、直流扫描分析、灵敏度分析、参数扫描分析、温度扫描分析、零极点分析、传递函数分析、最坏情况分析、蒙特卡洛分析、线宽分析、批处理分析和用户自定义分析。用户利用这些分析工具,可以更快得到非常精确的分析电路的结果,也减少了实际硬件测试中的繁琐步骤和资金投人。 3.5 Multisim 10仿真的基本步骤
(1)利用Multisim 10提供的元器件及虚拟器件在工作区中建立电路; (2)设定元件的工作模式、参数和标号; (3)激活电路进行逻辑仿真; (4)分析仿真结果;
(5)结果不正确时重新调整元器件及虚拟仪器的参数; (6)保存电路图,打印仿真结果 [6]。
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3.6 Multisim 10意义
Multisim 10用于电子类相关课程的辅助教学,不仅可以弥补实验仪器和元器件缺乏带来的不足,而且排除了原材料消耗和仪器损坏等不良因素,同时,也使实验室搬进课堂成为可能。教师在课堂教学中通过软件设计电路,模拟各种电路的功能,并根据需要随意控制,使电路功能可以分层次展现,实现逐层深入的效果。通过在屏幕上进行功能展示,可使一些抽象的概念形象化,帮助学生更快、更好地掌握课堂讲述的内容,加深对概念、原理的理解,弥补课堂理论教学的不足。在教学过程中,学生也能够保持极高的学习兴致, 这样的教学模式形象生动,可以充分调动学生学习的积极性。提高课堂教学效果。学生通过电路仿真,可以熟悉常用电子仪器的测量方法,这对进一步培养学生的综合分析能力,排除故障能力和开发、创新能力都具有重要意义[7]。
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4数字时钟设计及仿真分析
4.1 数字时钟设计概况
在Multisim环境中设计数字时钟,包括单元电路设计和总体电路设计。单元电路为小时计时模块、分钟计时模块、秒钟计时模块、整点译码电路、比较电路、时钟产生电路、校时/定时选择电路以及报警电路等。待单元电路设计完成以后,将单元电路进行封装连接得到总体电路。这样可进行总体电路的仿真、调试,最终完成数字时钟的设计。 4.2 数字时钟设计 4.2.1 小时计时电路
小时计时电路如图4.1所示。
图4.1 小时计时电路
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该电路用两片74LS160(二–十进制加计数器)构成二十四进制计数器,与门74LS08和反向器74LS04组成译码电路,该译码电路能识别代码“24”,输出信号使~CLR=0,计数器的计数值被置0.所以,整个计数器的计数状态图为00→01→02?→23→24(暂态)→00→?,共有24个稳定状态。小时计时电路的封装模块如图4.2所示,其引脚功能如表4.1所示。
表4.1 小时计时电路的封装模块引脚功能表
[8]
图4.2 小时计时电路的封装模块
引脚 HOURSET 信号流向 输入 信号连接 引脚 信号流向 输出 信号连接 接LED数码管,显示计校时选择输入,正L04 常工作为高电平 CLOCK H04 H03 H02 H01
输入 输出 输出 输出 输出 接小时计数脉冲 L03 接LED数码管,显L02 示计时时间(小时)高位 L01 输出 输出 输出 时时间(小时)低位
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4.2.2 分钟计时电路
分钟计时电路如图4.3所示。
图4.3 分钟计时电路
该电路用两片74LS160(二–十进制加计数器)构成六十进制计数器,与非门74LS00组成译码电路,该译码电路能识别代码59(是对代码59的特征进行译码)。整个计数器的计数状态图为00→01→02?→58→59→00→?,共有60个稳定的状态。器封装引脚童小时计时电路。另外,单元电路中的秒计时电路同分钟计时电路。分钟计时电路的封装模块如图4.4所示,其引脚功能如表4.2所示。
图4.4 分钟计时电路的封装模块