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
第二篇：基于multisim电子线路实验报告
实验一 三极管输出曲线测量
1. 实验目的
1）熟悉multisim软件平台，掌握其“菜单栏”、“工具栏” 、“元件库”和“仪表工具栏”及“电路窗口”的使用方法等。
2）熟悉如何在multisim创建和连接电路，并进行仿真试验。
3）通过三极管输出特性曲线的测试实验，来观察三极管输出电流iC、和基极电流iB及输出电压vCE的关系。
2. 实验电路及仪器设备
1）实验电路 三极管输出特性曲线测试电路如图1-1所示。
图1-1（a） 逐点测量法电路
图1-1（b） 三极管输出特性曲线测试电路
2）实验仪器设备
虚拟数字式万用表XMM等
3. 实验内容及步骤
1）逐点测量法（根据所得数据绘图）
2）利用DC Sweep Analysis 来测量（直接附图）
4. 分析实验结果
实验二 单管共射极放大电路
1. 实验目的
1）掌握放大电路的静态工作点和电压放大倍数的测量方法。
2）了解电路元件参数改变对静态工作点和电压放大倍数的影响。
2）掌握放大电路输入、输出电阻的测量方法。
2. 实验电路及仪器设备
1）实验电路 单管共射放大电路如图2-1所示。
2.1 单管放大电路（射极偏置放大电路）
2）实验仪器设备
虚拟双踪示波器；虚拟直流稳压电源；虚拟信号发生器；虚拟数字式万用表等
3. 实验内容及步骤
1）测量静态工作点Q
2）观察输入信号的变化对放大电路输出的影响（观察失真）
3）测量电压放大倍数AV
在图2.1所示电路中，双击示波器图标，从示波器上观测到输入输出电压值，计算电压放大倍数AV=Vo/Vi，并和估算值进行比较，分析误差大小及原因。
4） 测量输入电阻
在输入回路中接入电压表和电流表（都设置为交流AC），如图2.2所示。运行仿真开关，分别从电压表和电流表中读取数据，则Ri=Ui/Ii，测得频率为1KHZ时的输入电阻，并和估算值进行比较，分析误差大小及原因。
2.2 输入电阻测试电路
5）测量输出电阻
根据输出电阻计算方法，将负载开路，信号源短路，在输出回路中接电流表和电压表
运行仿真开关，分别从电压表和电流表上读取数据，则R0=Uo/Io
4. 分析实验结果并总结
实验三 负反馈放大电路
1. 实验目的
1）掌握电压并联负反馈放大电路的性能、指标和测试方法。
2）通过实验了解电压并联负反馈对放大电路性能指标的影响。
2. 实验电路及仪器设备
1）实验电路
创建电路图如图3-1所示，该电路由R7构成电压并联负反馈
3.1 并联电压负反馈电路
2）实验仪器设备
虚拟双踪示波器；虚拟直流稳压电源；虚拟信号发生器；虚拟数字式万用表等
3. 实验内容及步骤
1）反馈电阻R7对放大器输出波形失真情况的影响
输入正弦信号波形参数为：1kHz，幅值100mV；测得有反馈时的波形图；然后断开反馈电阻R7，测得无反馈时的波形图，从而得出结论。
2）观测负反馈对电路放大倍数的影响
启动simulate菜单中Analysis下的AC Analysis 命令，在弹出的对话框中，Frequency Parameters页采用默认设置，Output Variables 页中选定输出节点4作为分析节点，点击simulate按钮，观察仿真结果。
然后，设置R4为开路状态，重新测试，测得无反馈时的幅频特性仿真结果图，比较两个图，得出结论。
3） 观测负反馈对输入输出电阻的影响
这和实验二测试输入输出电阻方法类似，这里不再赘述。