数字电路实验课程中引入Multisim仿真软件的探索研究

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【摘要】数字电路实验课程是对数字电路课程的一个引申和拓展，在理论的基础上加深学生对数字电路实际应用的理解，本文从传统的数字电路教学模式出发，在其基础上加入仿真内容，通过传统方式和仿真的结合，使学生深入的理解数字电路的实际工作原理。

【关键词】数字电路实验 Multisim13 仿真

【中图分类号】G43 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）11-0238-01

数字电路作为高校电子类专业的一门必修的基础课程，对后续课程的学习有着极其重要的引领作用，数字电路是一门实践性较强的科目，若只有理论而不付诸于实践，很难达到一个好的学习效果，因此，数字电路实验就凸显出其重要性，通过数字电路实验课程，可以加深学生对理论知识的理解，也可加强学生的动手能力。但是，在数字电路教学模式上，很多学校还采用较为传统的方式来进行，即通过数字电路实验箱来搭接电路，然后验证其功能。这种模式的好处在于学生可以接触到实物，通过搭接实物电路可以对理论知识起到很好的巩固作用，弊端在于局限性较大，学生只能用手中拥有的芯片来搭接电路，且必须在实验室当中才可以，受芯片种类和地点影响较大，无法调动学生课外学习的积极性，如果在传统基础上加入仿真软件的学习，一来是对传统教学模式的一个补充，其次可以让学生不受芯片种类和地点的限制，只要有计算机就可以学习，使学生的学习从课内扩展到课外，有利于提高学生的主观能动性，帮助学生更好的学好这门课程。

1.Multisim软件功能简介

Multisim软件是一个专门用于电子线路仿真与设计的EDA工具软件，最新版本是Multisim13.0。Multisim是一个完整的集成化设计环境，通过Multisim计算机仿真与虚拟仪器技术可以很好地解决实验教学中的局限性问题，学生可以很方便地把电路用计算机仿真真实的再现出来。

Multisim软件特点

（1）图形界面直观：整个操作界面就像一个数字电路实验平台，元器件和测试仪器均可直接拖放到屏幕上，轻点鼠标可用导线将它们连接起来，仪器的操作方式与实物几乎一样。

（2）元器件库丰富：Multisim大大扩充了EWB的元器件库， 包括了大部分的常见器件，且用户可通过元件编辑器自行创建或修改所需元件模型。

（3）测试仪器丰富：除EWB具备的数字万用表、函数信号发生器、双通道示波器、扫频仪等常用仪器外，Multisim新增了瓦特表、失真分析仪、频谱分析仪和网络分析仪。

（4）分析手段完备：除了EWB提供的常用分析外，Multisim新增了直流扫描分析、批处理分析、用户定义分析、噪声图形分析和射频分析等，基本上能满足一般电子电路的分析设计要求。

（5）仿真能力强大：Multisim既可对模拟电路或数字电路分别进行仿真，也可进行数模混合仿真，射频（RF）电路的仿真。仿真失败时会显示出错信息、提示可能出错的原因，仿真结果可随时储存和打印。

2.Multisim在数字电路实验教学中的应用

本文以8位流水灯实验为例来介绍Multisim13在实际教学中的应用。

流水灯实验是数字电路实验课程中一个很常见的实验内容，实际内容为通过触发器设计一个8位计数器，然后通过3-8译码器实现流水灯的循环显示，然后观察输出端的波形。传统的使用实验箱搭接电路时，难度不在于电路和电路的设计过程有多复杂，而在于连线较多，学生在接线时容易接错，且接错后不易检查，导致很多学生在课堂时间内无法完成。如果采用Multisim软件来进行这个内容的教学，通过实际教学我们发现，效果要远远好于传统模式，原因在于：使用Multisim软件绘制电路时比实际接线要方便很多，且出错之后容易查找，在观察波形时不需要频繁的更换示波器探头的接线位置，也就避免了在更换过程中可能引发的接线接触不良的问题，实验结果不受外界环境的干扰，可以保证实验结果的准确性。

3.数字电路实验中引入仿真技术的必要性和仿真技术的局限性

在数字电路实验中加入仿真内容，通过实际教学的过程我们发现是很有必要的。首先，仿真技术的使用是数字电路发展的趋势，可以大大提高工作的效率。其次，解决了传统教学模式下的局限性问题，学生可以随时随地的进行电路的设计和验证，提高了学生学习的积极性。第三，避免了实验箱和芯片本身存在问题的情况，可以保证实验结果的准确性。但是仿真也存在一定的局限性，和传统模式相比，仿真都是基于计算机操作，看不见、摸不着实物，无法给学生一个直观的感受，同时，在使用面包板搭接电路的过程中，出现了问题也可以培养学生查找问题、排除问题的能力，加强学生的动手能力，这些是仿真技术无法提供的。

4.结语

传统的数字电路实验教学模式存在着较大的局限性，但也有其优势所在，仿真技术有其突出的优点但也有局限性，笔者认为将两者融合是最好的一种方式，在传统教学模式中适当的加入仿真内容，可以最大限度的弥补各自的不足，对于学生而言也是有巨大的好处的。