SIMULINK MULTISIM和LABVIEW在數(shù)字邏輯電路中的仿真研究

于建++姚宇鳳

摘 要 數(shù)字邏輯電路課程是電子信息、應(yīng)用電子、計(jì)算機(jī)等工科專(zhuān)業(yè)的必修課程，其重要性不言而喻。隨著計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的仿真軟件應(yīng)用到教學(xué)中。本文專(zhuān)門(mén)針對(duì)數(shù)字邏輯電路的仿真，利用MATLAB、MULTISIM和LABVIEW同時(shí)進(jìn)行同一內(nèi)容的仿真，闡述各自的優(yōu)缺點(diǎn)，并說(shuō)明上述仿真軟件在數(shù)字邏輯電路教學(xué)中的使用。

【關(guān)鍵詞】MULTISIM LABVIEW SIMULINK

近年來(lái)，電子專(zhuān)業(yè)的理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)都越來(lái)越依賴仿真軟件的使用。一方面，仿真軟件不受空間和硬件實(shí)體的限制，只要有電腦和配套的仿真軟件，隨時(shí)隨地就可以實(shí)現(xiàn)即時(shí)的仿真結(jié)果，例如，為了方便電子工程師的設(shè)計(jì)，隨時(shí)捕捉自己的idea，蘋(píng)果商店就推出了大名鼎鼎的MULTISIM的PAD版；另一方面，仿真軟件的形象化趨勢(shì)越來(lái)越明顯，這個(gè)優(yōu)點(diǎn)尤其在課堂教學(xué)中非常明顯，讓學(xué)生隨時(shí)隨地的了解“實(shí)現(xiàn)”，明白邏輯過(guò)程，令其記憶深刻。本文利用MATHWORKS的SIMULINK、NI的MULTISIM和LABVIEW分別對(duì)移位寄存器進(jìn)行設(shè)計(jì)仿真，比較三種方式的優(yōu)缺點(diǎn)，選擇較優(yōu)者進(jìn)行使用。

1 仿真設(shè)計(jì)

本文仿真設(shè)計(jì)采用的軟件版本如下：MATLAB2016B、LABVIEW2016以及MULTISIM14，同時(shí)都是對(duì)于移位寄存器進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)。

1.1 SIMULINK仿真設(shè)計(jì)

MATHWORKS公司的MATLAB和SIMULINK可謂“大名鼎鼎”，其中的SIMULINK仿真在各個(gè)科學(xué)研究領(lǐng)域都有著很廣泛的應(yīng)用，在電子課堂教學(xué)中也不例外。如圖1所示，利用SIMULINK搭建的移位寄存器電路模型，及Scope示波器顯示波形。

通過(guò)SIMULINK搭建的電路原理圖以及示波器的波形顯示，很容易了解時(shí)鐘控制下的移位寄存器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換。

1.2 MULTISIM仿真設(shè)計(jì)

利用MULTISIM設(shè)計(jì)仿真可以通過(guò)不同方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，其強(qiáng)大的仿真硬件庫(kù)可以提供分立元器件或者集成塊來(lái)實(shí)現(xiàn)移位寄存器，圖2所示為分立元器件以及直接利用集成塊來(lái)實(shí)現(xiàn)移位寄存仿真。

1.3 LABVIEW仿真設(shè)計(jì)

同為NI公司的軟件，LABVIEW在設(shè)計(jì)數(shù)字電路仿真時(shí)，途徑變得更多，可以通過(guò)編程的方法直接來(lái)實(shí)現(xiàn)移位寄存的功能，我們稱為“軟”實(shí)現(xiàn)；還可以與MULTISIM進(jìn)行聯(lián)合仿真來(lái)實(shí)現(xiàn)“軟硬結(jié)合”的實(shí)現(xiàn)方法。圖3所示為利用軟件編程方法實(shí)現(xiàn)移位寄存，圖4利用與MULTISIM聯(lián)合仿真來(lái)實(shí)現(xiàn)。

2 結(jié)果比較分析

通過(guò)上述不同仿真的實(shí)現(xiàn)，能夠發(fā)現(xiàn)不同仿真軟件在實(shí)現(xiàn)上有著不同的特點(diǎn)，表1給出它們之間的比較。

通過(guò)表1，LABVIEW在仿真過(guò)程中由于其有直觀（交互性高）的前面板更適合在理論課堂教學(xué)中使用；而MULTISIM更適合實(shí)踐教學(xué)課堂的使用，這是因?yàn)槠涓坝病保娐芬鬃x性高）；而SIMULINK雖說(shuō)也可以進(jìn)行仿真，但是和上述仿真方法相比，效率就會(huì)大大降低，這是因?yàn)镾IMULINK涉及的仿真門(mén)類(lèi)繁多，所以只有在無(wú)上述兩款軟件的時(shí)候利用SIMULINK來(lái)進(jìn)行仿真較為合適。

3 結(jié)語(yǔ)

本文以移位寄存器仿真實(shí)現(xiàn)為例，利用SIMULINK、MULTISIM、LABVIEW完成仿真，經(jīng)過(guò)比較，在數(shù)字電子技術(shù)課程的仿真中，MULTISIM和LABVIEW更適合使用。不過(guò)，我們只涉及到數(shù)字電子技術(shù)課程，其他課程并未涉及，同時(shí)，隨著SIMULINK的不斷發(fā)展，加之聯(lián)合仿真的方法越來(lái)越成熟，SIMULINK會(huì)在電子學(xué)課程仿真中發(fā)揮更大的作用。

參考文獻(xiàn)

[1]喬瑞萍等譯.LabVIEW大學(xué)實(shí)用教程[M].北京：電子工業(yè)出版社，2008.

[2]聶點(diǎn)，李北雁等.基于NI Multisim11的PLD/PIC/PLC的仿真設(shè)計(jì)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2011.

[3]閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：高等教育出版社，2008.

[4]余孟嘗.數(shù)字電子技術(shù)簡(jiǎn)明教程[M].北京：高等教育出版社，2006.

作者簡(jiǎn)介

于建（1979-），男，滿族，河北省承德市人。碩士學(xué)位。研究方向?yàn)镕FT處理器、虛擬儀器。

姚宇鳳（1978-），女，河北省唐山市人。碩士學(xué)位。研究方向藝術(shù)設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)仿真。

作者單位

河北民族師范學(xué)院物電學(xué)院 河北省承德市 067000