微电子与电路基础仿真实验报告
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实验一 Multisim的基本操作
一、实验目的
1.学习使用Multisim软件；
2.能熟练的运用Multisim进行电路的仿真分析
二、实验内容
1.Multisim系统简介；
2.讲解Multisim的基本操作及仪器仪表的使用；
3.举例说明用Multisim实现对电路的仿真分析过程；
三．实验仪器
1.支持Win2000/2003/Me/XP/vista的PC机； 2.Multisim软件
四、实验内容
1、请利用Multisim画出下图的仿真电路，并进行直流工作点分析，并记录分析值。
2、画出以下仿真电路图，并生成子电路。
实验二 简单直流电路分析
一、实验目的
１、学习使用MULTISIM软件，熟悉它的工作流程；
2、学习绘制电路图、进行元件类别的选择及参数的赋值；
２、学习利用虚拟仪表进行直流工作点分析和参数扫描；。
二、实验原理
对于电阻电路，可以用直观法（支路电流法、节点电压法、回路电流法）列写电路方程，求解电路中各个电压和电流。
MULTISIM软件是采用节点电压法对电路进行分析的，在绘制电路图时，一定要有参考节点（即接地点）。
三．实验仪器
1.支持Win2000/2003/Me/XP/vista的PC机； 2.Multisim软件
四、实验操作步骤
１、例：电路如图所示，求电压U1的值。
图1
（１）建立电路
Ａ、从元件栏中选出要用的元件,将其拖放在下方绘图区;选中元件后可点击右键选择旋转功能；
Ｂ、设定元件的参数及元件的显示名称；
Ｃ、建好对应的仿真电路；
D、本题为含受控源电路,仍采用直流工作点分析法。对于含受控源电路的分析也要注意受控电源的内阻设置和分析参数的设置,在没有特殊要求时,最好采用MULTISIM提供的默认参数。随意设置参数会使分析结果产生极大偏差。
（２）仿真
Ａ、确认电路连接无误后,点击”仿真-分析-直流工作点分析”选项,得出下图所示仿真分析结果,其中V(i)表示的是仿真电路图中节点i对地的电位值，可知电压(位) U1的值为2.5V。
B、也可以选择在节点接万用表或电压表的方式对工作点进行验证分析；
五、实验内容及结果分析
1、P36，请用Multisim画出习题1-12（a）(b)的仿真电路图并写出仿真实验结果。
2、P38，请用Multisim画出习题1-20的仿真电路图并写出仿真实验结果。
3、P38，请用Multisim设计并计算习题1-22的仿真电路图并按照步骤画出对应的电路图。
实验三 线性电阻电路的计算机仿真
一、实验目的
1.学习利用Multisim软件进行直流工作点分析；
1.学习利用Multisim软件进行小信号传输函数分析或参数扫描分析；
二、实验内容
1．利用Multisim软件求等效电阻；
2．Multisim直流工作点分析；
3．利用Multisim理解叠加定理；
4．利用Multisim小信号传输函数分析求戴维宁等效电路；
5．Multisim参数扫描分析；
6．Multisim直流工作点分析；
7、学习使用Multisim元件的故障设置；
三、实验仪器
1.支持Win2000/2003/Me/XP/vista的PC机； 2.Multisim软件
四、实验内容
1、完成P68例2-4-4的仿真电路图，已知Ua=20V, Is=2A,R1=R2=5Ω,
R3=6Ω,R4=4Ω,α=2,β=0.5,试用画出仿真电路图,利用节点电压法求电压U10,并观察电路图直流工作点分析结果.
2、完成P104习题2-2(a)(b)的仿真电路图，并利用仿真电路求等效电阻.
3、完成P107，习题2-25的仿真电路图，画出叠加定理中电压源和电流源单独作用时的等效仿真电路，并写出计算步骤。
4、P79，例题2-7-1，利用电路仿真求其戴维宁等效电路，并画出求解过程的仿真电路图；
实验四 一阶动态电路的研究
一、实验目的
1、掌握MULTISIM编辑动态电路、设置动态元件的初始条件、掌握周期激励的属性及对动态电路仿真的方法。
2、理解一阶RC电路在方波激励下逐步实现稳态充放电的过程。
二、原理与说明
电路在一定条件下有一定的稳定状态，当条件改变，就要过渡到新的稳定状态。从一种稳定状态到另一种新的稳定状态往往不能跃变，而是需要一定的过渡过程的，这个物理过程就称为电路的过渡过程。电路的过渡过程往往为时短暂，所以电路在过渡过程中的工作状态成为暂态，因而过程又称为暂态过程。
三、实验仪器
1.支持Win2000/2003/Me/XP/vista的PC机； 2.Multisim软件
四、实验内容
1、请完成P181例题4-9-1，4-9-2，4-9-3的仿真。
第二篇：基于multisim的交通信号灯实验报告
摘要
Multisim 是EDA 仿真设计系统的一个重要组成部分，它创建电路方便，且仿真所用的仪器及仿真数据读取方法都与实际实验方法相似，有各种虚拟仪器和仪表可以使用。且不消耗实际元器件。降低了实验成本，节省实验时间，提高了实验效率，利用Multisim 12.0设计并仿真了一个周期为8S 的交通灯控制仿真电路。得到了很好的实验效果。
关键词：Multisim12.0，仿真，交通灯，虚拟仪器
目 录
摘要................................................... 2
第一章 绪论............................................ 4
1.1研究背景....................................... 4
1.2研究目的及意义................................. 4
第二章 Multisim12.0简介............................... 5
2.1 Multisim12.0软件介绍.......................... 5
2.2 Multisim12.0仿真软件流程图.................... 5
第三章 设计框图及整机概述.............................. 7
第四章 各单元电路的设计方案及原理说明.................. 7
4.1计数器部分..................................... 7
4.2 交通灯转换控制部分............................. 9
4.3 计数器与红绿灯转换控制部分的连接............... 9
第五章 调试过程及结果分析............................. 10
5.1 调试过程...................................... 10
5.1.1遇到问题及解决方法...................... 10
5.2 调试结果...................................... 11
第六章 总结与体会..................................... 12
参考文献.............................................. 13
第一章 绪论
1.1研究背景
当前，大量的信号灯电路正向着数字化、小功率、多样化，方便人、车、路三者关系的协调，多值化方向发展随着社会的发展，城市交通问题越来越引起人们的关注。随着社会的发展，城市规模的不断扩大，城市交通成为制约城市发展的一大因素，因此，为了改善城市交通环境有许多设计工作者设计了相应方案，其中大多数为交通指挥灯。但随着社会、经济的快速发展，原来的交通灯控制系统已不能完全改善现在日益繁忙的交通情况。如何改善交通灯控制器，使其更完善，成为了研究的课题。
1.2研究目的及意义
随着交通量的快速增长和缺乏对道路的系统研究和控制，扩建道路并没有充分发挥出预期的作用。而城市道路多十字路口、多交叉的特点，也决定了城市的交通状况必然受这种路况的制约。所以，如何采用合适的控制方法，最大限度利用好耗费巨资修建的多车道城市道路，缓解城市的交通拥堵状况，越来越成为交通运输管理亟待解决的主要问题。在这种情况下，道路交通控制器开始发挥越来越重要的作用。
城市交通成为制约城市发展的一大因素，交通信号灯的广泛应用，能有效地促进了城市道路交通秩序的改观，保证了道路交通安全、畅通，缓解了交警部门警力不足的压力。
第二章 Multisim12.0简介
2.1 Multisim12.0软件介绍
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。
电子线路仿真软件Multisim12.0是美国NI公司开发的多功能EDA高层次工具软件，不仅仅局限于电子线路的虚拟仿真，而是其在LabVIEW虚拟仪器、单片机仿真等技术方面都有更多的创新和提高。它采用直观的图形界面创建电路，在计算机屏幕上仿真实验室的工作平台，绘制电路图需要的各种元器件，电路仿真需要的测试仪器均可直接从屏幕上选取。Multisim12.0还是一个优秀的电子技术训练工具，利用它提供的虚拟仪器，可以用比传统实验室中更灵活的方式进行电路实验，仿真电路的实际运行情况，熟悉常用电子仪器的测量方法，并能解决传统电子实验过程中既繁琐、费时，又不便进行观测开路、短路、漏电和过载等情况，因此非常适合电子技术课程的教学和实验。
2.2 Multisim12.0仿真软件流程图
用Multisim12.0做仿真图时，首先用所选元件设计出电路原理图，然后用Multisim12.0模拟连接电路并对所选元件设定参数，仿真结束后用Multisim12.0虚拟仪器测定所求实验数据。如果与预测结果相同则进行数据分析，如果不同则分析原因进一步对电路图进行调试，直至与预测结果相同。流程框架图如下。
N
Y
图2.2-1设计整体框架图
第三章 设计框图及整机概述
电路大体上可分为三个部分，即：主控制电路部分、计数器部分、红绿灯控制部分。红绿灯控制部分的门电路较多，需要占用较大的空间；主控制电路部分分布在系统的各个部分，可以说是系统的灵魂，它对整个系统进行着控制。计数器部分比较简单，主要是进行计数并且产生进位信号。
图3.1-1红绿灯控制电路原理图
第四章 各单元电路的设计方案及原理说明
4.1计数器部分
计数器的作用有两点：一是根据个方向车辆运行时间以及黄灯切换时间的要求进行45S、35S、11S三种方式的计数：二是向主控制器发出状态转换信号，主控制器根据状态转换信号进行状态转换。
图4.1-1 10进制个位计数器
这部分共利用1块计数芯片74LS190，负责红灯的减法计数。
图4.1-2 5进制十位计数器
这部分共利用1块计数芯片74LS190，负责绿灯黄灯的计数。
4.2 交通灯转换控制部分
主控制器的4种状态分别要控制东西方向、南北方向红绿黄灯的亮与灭。
设亮灯为1，灭灯为0，用四个与门和一个74LS190完成这个部分。控制信号灯的译码电路的真值表如下：
图4.2-1状态真值表
4.3 计数器与红绿灯转换控制部分的连接
计数器向信号灯转换提供定时信号T5和定时信号T0以实现信号灯的转换。T0表示计数到00，此时给信号灯转换器一个脉冲，使信号灯发生变换，一个方向的绿灯亮，另一个方向红灯亮。接法如图：
图4.3-1计数器与红绿灯转换部分的连接图
第五章 调试过程及结果分析
5.1 调试过程
5.1.1遇到问题及解决方法
1）只有东西方向绿灯亮，南北方向红灯亮这一个状态。
原因分析：对74LS190管脚的连接酶掌握好，认为在Multisim原理图中空置的管脚不需要连接。
解决方法：把空置的管脚接地，灯开始有规律的变化。
2）计数器变化不稳定，不按预置数开始变化。
原因分析：管脚连接不当。
解决办法：在检查电路过程中发现从74LS190中的一根导线没有接到预定地方。
图5.1-1 信号灯显示
5.2 调试结果
信号灯运转正常，完成东西方向绿灯亮，南北方向红灯亮35S,东西方向黄灯亮，南北方向红灯亮11S ,东西方向红灯亮，南北方向绿灯亮45S,东西方向红灯亮，南北方向黄灯亮11S。
图5.2-1 调试结果图
第六章 总结与体会
这次设计我的收获颇丰，因为我的学习宗旨就是实践，平时的学习都是尽可能的以实践为基础，这次课程设计，使我的平日所学知识得到了很好的检验，对可以说是对数字电路课程的一次完整的复习。通过这次学习，使我对数字电路这门课程有了更加深入的认识。在设计的过程中，我充分的感受到了设计的乐趣，不断给自己增加难度的过程并不是对自己的苛刻，而是发自内心的希望能够做的更好，这样的心理让我并不急于应付差事，从而学到了更多的知识。
参考文献
[1] 阎石 《数字电路基础》 高等教育出版社20##年8月出版
[2] 宁铎 《电路基础》 西北大学出版社20##年7月出版
[3] 邓玉元、蒋卓勤 《Multisim2001及其在电子设计中的应用》 西安电子科技大学出版社20##年10月出版
[4] 黄培根、奚慧平 《Multisim7&电子技术试验》 浙江大学出版社20##年7月出版