书名：NI Multisim 11电路仿真应用pdf/doc/txt格式电子书下载

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作者：雷跃,谭永红等编

出版社：电子工业出版社

出版时间：2011-07-01

书籍编号：30466661

ISBN：9787121141058

正文语种：中文

字数：61411

版次：1

所属分类：教材教辅-大学

版权信息

书名：NI Multisim 11电路仿真应用

作者：雷跃　谭永红

ISBN：9787121141058

版权所有 · 侵权必究

前言

2010年1月，美国国家仪器公司（National Instruments，NI）推出了教育版、专业版的电路设计与仿真软件Multisim11。

本书以教育版的NI Multisim11仿真软件为平台，既保留了传统的学科理论体系，又以项目教学为核心。采用大量的具体任务为驱动，明确学习内容，按照典型性、对知识和能力的覆盖性及可行性原则，遵循深入浅出、循序渐进的规律，通过任务实施过程使读者轻松、高效地掌握NI Multisim11仿真软件的实用技巧。

全书共分为十一个项目。项目一为NI Multisim11的基本功能与基本操作；项目二为 NI Multisim11虚拟仿真仪器的使用；项目三为NI Multisim11分析方法的应用；项目四为 NI Multisim11在电路分析中的应用；项目五为NI Multisim11在模拟电子技术中的应用；项目六为NI Multisim11在数字电子技术中的应用；项目七为 NI Multisim11在通信电子技术中的应用；项目八为 NI Multisim11在电力电子技术中的应用；项目九为NI Multisim11中的LabVIEW虚拟仪器的使用；项目十为基于NI Multisim11的单片机仿真；项目十一为 NI Multisim11在课程设计中的应用。每一个项目均以具体任务为驱动，以典型实例进行深化、强化读者的操作应用能力，使读者全过程体验“学中做，做中学”的教学模式。

本书提供NI Multisim11教育版软件，设计实例的文件及仿真电路图，可登录华信教育资源网www.hxedu.com.cn，注册后免费下载。

本书可作为职业院校应用电子技术、电子信息工程技术、电气自动化技术、通信技术等专业的教材，也可供电子设计人员阅读参考。

本书由雷跃、谭永红、严晓林、陈月胜、周俭雄编写。雷跃、谭永红任主编，严晓林任副主编。由于编者水平有限，书中难免有疏漏和错误之处，敬请各位读者批评指正。

编者

2011年7月

项目一 NI Multisim11的基本功能与基本操作

任务一 NI Multisim11的安装

一、任务目标

1.熟悉NI Multisim11软件的安装方法。

2.了解基本仿真流程。

二、任务实施过程

1.安装NI Multisim11的系统程序

将NI Multisim11安装系统盘放入光驱，系统将自动启动NI Multisim11的安装程序。也可将NI Multisim11安装文件复制到硬盘上进行安装。NI Multisim11的安装过程比较简单，根据提示进行相应的设置即可。安装程序的启动界面如图1-1-1所示。

图1-1-1 NI Multisim11的启动界面

（1）单击【Install NI Circuit Design Suite 11.0】选项，出现如图1-1-2所示的安装说明界面。系统自动开始安装初始程序。

图1-1-2 NI Multisim11的安装说明界面

（2）启用安装后会弹出如图1-1-3所示的“User Information”（用户信息）对话框，要求用户输入相关信息，其中“Full Name”（用户名）和“Organization”（组织名）可以任意填写，“Serial Number”文本框中必须输入该软件的序列号。该序列号可以在软件的包装盒或者软件光盘包装上找到。输入完成后，单击【Next】按钮，继续下一步安装。

图1-1-3“User Information”对话框

（3）如果序列号输入正确，将可以进行NI Multisim11的下一步安装。单击【Next】按钮，直到弹出如图1-1-4所示的“Destination Directory”（安装位置选择）对话框，系统默认的安装位置为“C：\\Program Files\\National Instruments\\”，选择安装位置后，单击【Next】按钮继续。

（4）这时弹出如图1-1-5所示的 NI Multisim11“Features”（组件安装）对话框。单击【Next】按钮继续。

图1-1-4“Destination Directory”

图1-1-5“Features”对话框

（5）这时弹出如图1-1-6、图1-1-7所示的“License Agreement”（软件许可协议）对话框。阅读完后，陆续选中【I accept the License Agreement】、【I accept the above 2 License Agreement（s）】单选按钮，再单击【Next】按钮继续。

图1-1-6“License Agreement”对话框1

图1-1-7“License Agreement”对话框2

（6）单击【Next】按钮后，弹出如图1-1-8所示的“Start lnstallation”对话框，再单击【Next】按钮继续。

（7）这时弹出如图1-1-9所示的安装界面，此时要花费较长时间复制和安装模块。

图1-1-8“Start lnstallation”对话框

图1-1-9 安装界面

（8）安装完成后，弹出如图1-1-10所示的“Installation Complete”（安装完成）界面。

（9）单击【Finish】按钮后，弹出如图1-1-11所示的消息窗口，单击【Restart】按钮重启计算机。

图1-1-10“Installation Complete”对话框

图1-1-11 消息框

2.激活NI Multisim11软件

完成前面的安装之后，就可以使用NI Multisim11软件，但有时间限制，只能用30天，过期就不能打开NI Multisim11软件，要想不受时间限制长期使用下去，必须将NI Multisim11软件激活。

激活过程是安装后的最终步骤：在Windows 桌面任务栏上，单击【开始】→【程序】→【National Instruments】→【NI License Manager】选项，出现图1-1-12所示的“NI许可证管理器”对话框。再单击【选项】→【安装许可证文件】，装入许可文件，激活NI Multisim11。或者选中激活，使用激活向导来获取和应用激活代码的过程。如图1-1-13所示“NI激活向导”对话框。

图1-1-12 NI许可证管理器对话框

图1-1-13 NI激活向导对话框

3.打开NI Multisim11范例文件进行仿真分析

在Windows 桌面任务栏上，单击【开始】→【程序】→【National Instruments】→【Circuit Design Suite 11.0】→【Multisim11】选项，启动NI Multisim11，这时会自动打开一个新文件，以NI Multisim11默认的名称Design1来命名，如图1-1-14所示。

单击图1-1-14中的按钮（打开范例文件），弹出如图1-1-15所示的窗口，选择“Frequency Divider.ms11”（分频器）文件并将其打开，双击图1-1-16所示的双踪示波器图标，启动仿真开关或运行按钮，即可得到图1-1-16所示分频器的输入和输出波形以及探针测试的结果。

图1-1-14 安装后自动打开的新文件

图1-1-15 范例文件弹出窗口

图1-1-16 分频器电路及仿真结果

三、技巧要点

NI Multisim11的激活：查看NI许可证管理器中的下拉菜单图标，若为绿色表示已激活。若不能激活，逐级单击Multisim11的下拉菜单图标，查看许可证文件状态提示。

打开范例文件：NI Multisim11具有一个范例文件库，库中提供了各种模块的电路实例。读者可在图1-1-15所示的窗口，任意选择电路进行仿真，从而对NI Multisim11的基本仿真流程有个初步了解。

任务二 熟悉NI Multisim11的基本界面

一、任务目标

熟悉NI Multisim11的基本界面。

二、任务分析

NI Multisim11的基本界面如图1-2-1所示。可以看出，NI Multisiml1的基本界面如同一个实际的电子实验台。屏幕中央区域最大的窗口就是电路工作区，在电路工作区内可将各种电子元器件和测试仪器仪表连接成实验电路。其次是菜单栏、标准工具栏、元器件工具栏、仪器工具栏、系统工具栏、设计工具箱等。从菜单栏可以选择电路连接、实验所需的各种命令。标准工具栏包含常用的操作命令按钮。通过鼠标操作即可方便地使用各种命令和实验设备。元器件工具栏存放各种电子元器件，仪器工具栏存放各种测试仪器仪表，用鼠标操作可以很方便地从元器件和仪器库中提取实验所需的各种元器件及仪器、仪表到电路工作窗口并连接成实验电路。单击电路工作窗口右上方的“仿真启动/停止”开关或“仿真暂停/恢复”按钮，可以方便地控制实验的进程。

图1-2-1 NI Multisim11的基本界面

三、任务实施过程

1.认识菜单栏

NI Multisim11 有12个主菜单如图1-2-2所示，菜单中提供了几乎所有的功能命令。

图1-2-2 NI Multisim11 主菜单

主菜单从左至右依次为File（文件）菜单如图1-2-3所示；Edit（编辑）菜单如图1-2-4所示；View（视图）菜单如图1-2-5所示；Place（放置）菜单如图1-2-6所示；MCU（微控制器）菜单如图1-2-7所示；Simulate（仿真）菜单如图1-2-8所示；Transfer（文件传输）菜单如图1-2-9所示；Tools（工具）菜单如图1-2-10所示；Reports（报告）菜单如图1-2-11所示；Options（选项）菜单如图1-2-12所示；Window（窗口）菜单如图1-2-13所示；Help（帮助）菜单如图1-2-14所示。

图1-2-3 File（文件）菜单

图1-2-4 Edit（编辑）菜单

图1-2-5 View（视图）菜单

图1-2-6 Place（放置）菜单

图1-2-7 MCU（微控制器）菜单

图1-2-8 Simulate（仿真）菜单

图1-2-9 Transfer（文件传输）菜单

图1-2-10 Tools（工具）菜单

图1-2-11 Reports（报告）菜单

图1-2-12 Options（选项）菜单

图1-2-13 Window（窗口）菜单

图1-2-14 Help（帮助）菜单

2.认识工具栏

（1）标准和视图工具栏

图1-2-15、图1-2-16所示分别为标准工具栏、视图工具栏，包含一些常用的基本功能按钮，与Windows的同类按钮类似，不再赘述。

图1-2-15 标准工具栏

图1-2-16 视图工具栏

（2）系统、仿真工具栏

系统工具栏各图标名称及功能如图1-2-17所示，图1-2-18所示为仿真工具栏。它们为用户提供对电路进行建立、仿真、分析和输出等操作的工具，每个工具图标在菜单中都有相应的命令，使用该工具栏进行电路设计会更加方便快捷。

图1-2-17 系统工具栏

图1-2-18 仿真工具栏

（3）元器件工具栏

元器件工具栏如图1-2-19所示，按功能分别存放在19个元件分类库中，每个元件分类库又包含多个元件族分类，每个元件族分类库又包含许多具体型号的元件。

图1-2-19 元器件工具栏

（4）仪器工具栏

仪器工具栏的图标及说明如图1-2-20所示。

（5）设计工具箱

设计工具箱如图1-2-21所示，利用设计工具箱可以把有关电路设计的原理图、PCB图、相关文件、电路的各种统计报告进行分类管理，同时也用于原理图层次的控制显示和隐藏不同的层。Visibility标签页，用于设置哪一层在当前工作区中显示。Hierarchy标签页，它显示了打开的设计中文件的从属关系。Project View标签页显示了当前项目的信息。可以在当前项目现有的文件夹中添加文件，控制文件的访问，并将设计存档。

图1-2-20 仪器工具栏

图1-2-21 设计工具箱

四、技巧要点

若找不到上述的工具栏，可单击【View】→【Toolbars】菜单项，从【Toolbars】菜单项的级联菜单中即可找到。

主菜单的命令与所有Windows应用程序一样，许多操作也可通过快捷工具按钮、右键菜单和快捷键等方式来实现。例如与系统相关联的快捷菜单：

不选择元件时的鼠标右键快捷菜单。

选中元件或仪器时的鼠标右键快捷菜单。

选中线段时的鼠标右键快捷菜单。

选中文本块或图形时的鼠标右键快捷菜单。

选中注释或仪器栏时的鼠标右键快捷菜单。

对上述菜单和工具栏的名称不必急于一时全记住，可以在使用NI Multisim11中进行回顾。

任务三 设计电路的个性化操作界面

一、任务目标

1.熟悉用户界面的定制。

2.学习设计电路的个性化操作界面。

二、任务实施过程

1.定制用户界面

NI Multisim11允许用户自定义使用界面，定制用户界面的目的在于方便原理图的创建、电路的仿真分析和观察理解等。因此，创建一个电路之前，最好根据具体电路的要求和用户的习惯设置一个特定的用户界面。其界面包括电路的显示颜色、页面大小、聚焦倍数、自动保存时间、符号系统（选择ANSI或DIN）和打印设置等。

定制用户界面的设置步骤如下。

（1）总体参数设置

单击菜单【Options】→【Global Preferences】命令，弹出如图1-3-1所示的对话框，在该对话框中可以对电路的总体参数进行设置。需要注意的是，该设置是对NI Multisim 11界面的整体改变，以后启动即按改变后的界面运行。该对话框有6页，每页中有若干功能选项。这6页基本包括了电路界面中所有的设置。

图1-3-1“Global Preferences”对话框中的Paths页

Paths页（路径设置）

Paths页如图1-3-1所示。元件库、电路图等文件的存储位置，系统默认为NI Multisim 11安装目录。改变其存储位置的操作如下。

General 区：

Circuit Default Path：NI Multisim 11默认的电路图存储目录，此项设置非常重要，一般将它设置到硬盘的其他分区的目录下或者单独建立目录。

User Button Images Path：用户按钮图形存储目录，用户自己设计的按钮图形的存放目录。User Settings区：

Configuration File（配置文件）：用户自己设定界面后的配置文件存放位置。

New User Configuration File：新的用户配置文件。

Database Files区：用来设定元件库Master Database，Corporate Database和User Database的存放目录。

Miscellaneous区：

User LabVIEW Instruments Path：用户创建的LabVIEW仪器存储目录。

Code Models Path：用户创建的代码模型存储目录。

注意：上两项设置将影响下一次启动程序。

Message Prompts页（信息提示）

Message Prompts页如图1-3-2所示，包括如下4个区。

Netlist change区：网表变化。

NI Example Finder 区：范例查找。

Project packing区：项目打包。

SPICE Netlist Viewer 区：SPICE网表查看器。

Save页（保存设置）

该页中可以设置一个自动备份定时器，以及选择是否需要保存需要保存仿真仪器数据等，如图1-3-3所示，其各项的含义如下。

图1-3-2 Message Prompts页

图1-3-3 Save页

Create a“Security Copy”复选框区：是否设置电路图安全备份，此文件与电路图文件存储在同一个目录。

Auto-backup复选框区：用于确定选择自动备份功能和备份时间间隔，以便在断电或系统故障后恢复以前创建的文件。

Auto-backup interval：以分钟为单位，指定自动保存时间间隔。

Save simulation data with instruments复选框区：是否设置将仿真结果与仪器一起保存。如果是，则将仿真结果保存在电路图文件中。当文件的大小大于指定仿真数据大小时，会弹出警告提示框。Maximum size：以兆比特（Mbit）为单位，指定仿真数据最大保存量的大小。

Save.txt files as plain text（not Unicode）复选框：以纯文本格式存储文件。

Parts页（元件放置及符号标准设置）

在如图1-3-1所示的“Global Preferences”对话框中，单击“Parts”页选项卡，弹出如图1-3-4所示对话框。

Place component mode区：选择放置元件的方式。

Return to Component Browser after placement：放置器件之后，是否返回“Selecta Component”窗口（元件浏览窗口），这个功能选项可以方便放置不同的元器件。

Place single component：该项仅允许一次放置一个被选元件，不管该元件是单个封装还是复合封装。

Continuous placement for multi-section part only（ESC to quit）：适合于复合封装元件，可连续放置，直至全部放置。如74LSOOD有4个NAND门，按【Esc】键或单击鼠标右键可以结束放置。

Continuous placement（ESC to quit）：是指选取一次元件，可连续放置多个该元件。不管该元件是单个封装还是复合封装，直至按【Esc】键或单击鼠标右键结束放置。

Symbol standard区：选择元器件符号标准，其中“ANSI”选项设置采用美国标准，而“DIN”选项设置采用欧洲标准。

General页（常规设置）

在如图1-3-1所示的“Global Preferences”对话框中，单击“General”页选项卡，弹出如图1-3-5所示对话框。

图1-3-4 Parts页

图1-3-5 General页

Selection rectangle区：设置选择矩形方式。

Intersecting：选择选择框以内。

Fully enclosed：包围式全部选择。

提示：这两种方式可以在选择过程中按“Z”键切换。

Mouse wheel behavior区：鼠标滚动模式。

Zoom workspace：鼠标滚动时可以放大或缩小电路图工作区；

Scroll workspace：鼠标滚动时可以实现电路图的翻页操作。

提示：按住“Ctrl”键可以切换滚动模式。

Wiring区：连线设置区。

Automatically Connect Conponents when Pins are touching：触碰元件引脚时自动配线。

Autowire when wiring Components：元件自动配线。

提示：这两种配线方式可以在选择过程中按“Shift”键切换。

Autowire Components on move，if number of Connections is fewer than：如果连接数少于下拉框中的数目，移动元件时，自动重新配线。

提示：按住空格键可以切换移动元件模式。

Delete associated wires when deleting component：删除器件时删除与之相连的连线。

Landuage区：使用的语言（有5种选择）。

Simulation页（仿真设置）

Simulation页如图1-3-6所示，包括如下3个区：

Netlist errors 区：网表错误。

When a netlist error occurs：网表发生错误。

When a netlist warning occurs：网表发生警报。

Garphs 区：图表。

Default background color graphs and instruments：默认背景颜色和图形工具。

Positive phase shift direction区：该选项组中的选项仅对AC信号图形显示方式有效。

Shift right：图形曲线右移。

Shift left：图形曲线左移。

图1-3-6 Simulation页

（2）电路图表属性设置

执行菜单命令【Options】→【Sheet Properties】或者【Edit】→【Preference】，弹出如图1-3-7所示的“Sheet Properties”对话框。该对话框有6个标签，每个标签都有若干功能选项，基本包括了NI Multisim 11界面电路图工作区设置的选项。用户可以根据需要和喜好对各种参数进行设置选择。

Circuit页

Circuit页如图1-3-7所示，这是对电路窗口内电路图形的设置，其各项的含义如下。

Show区：设置窗口图纸格式，其左半部是设置的预览窗口，右半部是选项栏，分别有3个分区。

Component分区：共有8个选项，设置元器件相关参数。

Labels：是否显示元器件的标识文字。

Ref Des：是否显示元器件的序号（同一电路中序号是唯一的）。

Values：是否显示元器件数值。

Initial conditions：是否显示初始条件。

Tolerance：是否显示容差值。

Attributes：是否显示元器件属性。

Symbol pin names：是否显示元器件符号引脚名称。

Footprint pin names：是否显示元器件封装引脚名称。

Net names分区：共有3个选项，设置网络名称相关参数。

Show all：是否全部显示。

Use net-specific Setting：是否特殊设置。

Hide all：是否全部隐藏。

Bus entry分区：设置总线说明相关参数。

Show labels：是否显示总线的标识。

Color区：设置编辑窗口内各元器件和背景的颜色。

在下拉框中可以指定程序预置的5种配色方案。如果预置的配色方案都不合适，可选“Custom”自行指定配色方案。自行指定配色方案时，应使用右侧的选项来分别指定各项目的颜色，其中，

Background：编辑区的背景色。

Selection：选中元器件的颜色。

Wire：元器件连接线的颜色。

Component with model：有模型器件的颜色。

Component without model：无模型器件的颜色。

Virtual component：虚拟元器件的颜色。

设置时，单击所要设置颜色项目右边的按钮，打开颜色对话框，选取所需颜色，然后单击【OK】按钮即可。

Workspace页

Workspace页用于电路显示窗口图纸的设置，如图1-3-8所示，包含如下3个区。

Show区：设置窗口图纸格式，其左半部是设置的预览窗口，右半部是选项栏，分别有Show grid（显示栅格）、Show page bounds（显示纸张边界）和Show border（显示边框）3个选项。

Sheet size和Custom size区：设置窗口图纸的规格大小及方向。在Sheet size区的左上方，程序提供了A、B、C、D、E、A4、A3、A2、A1、A0、Legal、Executive、Folio 13种标准规格的图纸。如果要自定义图纸尺寸，则选择Custom项，然后在Custom size区内指定图纸宽度（Width）和高度（Height），而其单位可选择英寸（Inches）或厘米（Centimeters）。另外，在左下方的“Orientation”区内，可设置图纸放置的方向，Portrait为纵向图纸，Landscape为横向图纸。

Wiring页

Wiring页用于设置电路导线的宽度与连线的方式，如图1-3-9所示。

图1-3-7“Sheet Properties”对话框的Circuit页

图1-3-8 Workspace页

图1-3-9 Wiring页

Drawing option区：

Wire width：用于设置导线的宽度（像素）及预览窗口，导线宽度选择值为1～15的整数，数值越大，导线越宽。

Bus width：用于设置总线的宽度（像素）及预览窗口，总线宽度选择值为3～45的整数，同样

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