基于Multisim10的電子技術(shù)仿真課程設(shè)計

王 海

（安徽經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院信息工程系，安徽合肥 230051）

基于Multisim10的電子技術(shù)仿真課程設(shè)計

王 海

（安徽經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院信息工程系，安徽合肥 230051）

本文通過分析Multisim10設(shè)計交通燈信號控制器的過程，闡述了仿真技術(shù)在電子技術(shù)課程設(shè)計的應(yīng)用。實踐表明，利用仿真軟件進(jìn)行課程設(shè)計能夠克服傳統(tǒng)課程設(shè)計的不足，提升教學(xué)質(zhì)量。

仿真；Multisim10；電子技術(shù)；課程設(shè)計

作為電類專業(yè)教學(xué)重要組成部分的電子技術(shù)課程設(shè)計，其指導(dǎo)思想是通過電子技術(shù)課程設(shè)計的訓(xùn)練，對所學(xué)“模擬電子技術(shù)”和“數(shù)字電子技術(shù)”課程知識進(jìn)行綜合運用，系統(tǒng)地進(jìn)行電子電路的工程實踐訓(xùn)練，從而提高學(xué)生工程實踐能力，為今后適應(yīng)社會需求打下堅實的基礎(chǔ)。限于客觀條件的束縛，利用實物制作的方法實現(xiàn)電子技術(shù)課程設(shè)計，效果并不明顯。隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，利用仿真軟件進(jìn)行電子技術(shù)課程設(shè)計成了克服實物制作的機(jī)械性和經(jīng)費不足的最佳選擇。

Multisim10是美國NI(National Instruments)公司開發(fā)的一款用于電子線路設(shè)計與仿真的EDA工具軟件。該軟件配有豐富的元器件數(shù)據(jù)庫和種類齊全的虛擬測試儀器儀表，同時提供了較為詳細(xì)的電路分析功能。利用Multisim 10進(jìn)行仿真課程設(shè)計，可以方便地對電路原理圖進(jìn)行修改、測試和分析，效率高、速度快；不消耗實際的電子元器件，成本低廉，解決課程設(shè)計中元件種類、數(shù)量不足的問題。適合鍛煉學(xué)生獨立思考能力與創(chuàng)新能力，提高他們的工程實踐能力。

1 仿真課程設(shè)計的實現(xiàn)

筆者以學(xué)生在課程設(shè)計中設(shè)計的一個交通燈信號控制器為例，具體闡述Multisim10在電子技術(shù)課程設(shè)計中的應(yīng)用。

1.1 功能要求與總體設(shè)計

設(shè)計一個十字路口的交通燈控制電路。要求實現(xiàn)以下功能：(1)東西、南北方向車道上的車輛交替運行，每次通行時間都設(shè)為55秒。時間可設(shè)置修改；(2)在綠燈轉(zhuǎn)為紅燈時，要求黃燈先亮5秒，才能變換運行車道；(3)黃燈亮?xí)r，要求每秒閃亮一次；(4)每個車道除了紅、黃、綠燈外，每種燈亮的時間用顯示器進(jìn)行顯示（采用倒計時的方法）。

圖1 交通燈控制系統(tǒng)原理框圖

依據(jù)功能要求，交通燈控制系統(tǒng)可以設(shè)計成秒脈沖信號發(fā)生器、倒計時計數(shù)電路和信號燈轉(zhuǎn)換器三個部分，原理框圖如圖1所示，具體實施中采用層次電路設(shè)計法。

1.2 單元電路設(shè)計

1.2.1 秒脈沖信號產(chǎn)生電路

該電路的功能是產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖信號，由一個555定時器和三個74160芯片構(gòu)成，具體電路如圖2所示，其仿真結(jié)果如圖3所示。仿真正確后將電路更改成子電路的形式。

圖2 秒脈沖信號產(chǎn)生電路

圖3 千分頻秒脈沖仿真波形

1.2.2 信號燈轉(zhuǎn)換器

該電路的功能是實現(xiàn)信號燈的轉(zhuǎn)換，選用JK觸發(fā)器實現(xiàn)。利用6個符號來分別代表東西(A)、南北(B)，方向上綠(G)、黃(Y)、紅(R)燈的狀態(tài)。具體電路如圖4所示，仿真正確后將電路更改成子電路的形式。

圖4 信號轉(zhuǎn)換器

圖5 倒計時計數(shù)器

1.2.3 倒計時計數(shù)器

該電路的功能是實現(xiàn)55秒的預(yù)置和倒計時，選用集成芯片74190實現(xiàn)倒計時，8個開關(guān)與74190連接實現(xiàn)預(yù)置數(shù)功能。具體電路如圖5所示，仿真正確后將電路更改成子電路的形式。

1.3 電路仿真

利用上述三個子電路結(jié)合部分門電路進(jìn)行綜合設(shè)計，實現(xiàn)黃燈閃爍與信號燈的循環(huán)。具體電路及仿真結(jié)果如圖6所示。

2 結(jié)論

通過以上分析，可以發(fā)現(xiàn)基于Multisim10平臺進(jìn)行電子技術(shù)仿真課程設(shè)計易于實現(xiàn)，達(dá)到了工程實踐訓(xùn)練的效果，解決了大多數(shù)院校硬件投入不足的問題，取得了良好的教學(xué)效果。

圖6 交通燈信號控制器電路圖

[參 考 文 獻(xiàn)]

[1]劉貴棟.應(yīng)用Multisim的“電子技術(shù)基礎(chǔ)”研究性教學(xué)實踐[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報,2010(5):60-67.

[2]儲開斌.虛擬項目教學(xué)法在模擬電子技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用[J].實驗室科學(xué),2011(3):109-112.

[3]陳林.虛擬儀器技術(shù)在電子技術(shù)課程設(shè)計中的應(yīng)用[J].實驗技術(shù)與管理,2011(8):83-86.

[4]韓春光.以項目為載體的《模擬電子技術(shù)》課程設(shè)計[J].職業(yè)技術(shù)教育,2010(8):29-31.

[5]陸艷.以項目為載體的《數(shù)字電子技術(shù)》課程改革與實踐[J].湖南科技學(xué)院學(xué)報,2010(8):24-26.

[6]王連英.基于Multisim10的電子仿真實驗與設(shè)計[M].北京:北京郵電大學(xué)出版社,2009.

Electronic Technology Simulation Curriculum Design Based on Multisim10

WANG Hai

(Department ofInformation Engineering,Anhui College ofEconomics and Management，Hefei Anhui 230051,China)

This paper analyzed the process of designing traffic signal controller based on Multisim10,discussed the application ofsimulation technologyin the designingofelectronic technologycourses.The practice shows that using the simulation software to design course was able to overcome the deficiencies of the traditional curriculum design and enhance the qualityofteaching.

simulation;Multisim10;electronic technology;curriculumdesign

TP31；G42

A

1008-178X(2013)01-0052-03

2012-11-05

安徽經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院院級課題（YJKT1112YB05）。

王 海（1978-），男，安徽肥東人，安徽經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院信息工程系講師，碩士研究生，從事應(yīng)用電子技術(shù)研究。