Multisim13在数字电子技术教学中的应用研究

齐鲁理工学院 王迎勋 王 香 王彩峰 王妍力 臧红岩

1.Multisim13软件介绍

Multisim是美国国家仪器(NI)有限公司推出的以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。

（1）直观的图形界面；（2）丰富的元器件；（3）强大的仿真能力；（4）丰富的测试仪器；（5）完备的分析手段；（6）独特的射频(RF)模块；（7）强大的MCU模块；（8）完善的后处理；（9）详细的报告；（10）兼容性好的信息转换。

2.Multisim在教学中的应用研究

2.1 在理论教学中的应用研究

2.1.1 在理论教学中的应用研究

传统的数字电子技术的理论教学主要以器件的工作原理和应用为主线，理论性较强，与我国大部分地方应用型高校的发展存在不一致的相关问题，而且缺乏直观性、生动性和形象性。理论课程和实验课程分开进行，学生无法接触到实物直接用于实验实现，不能将理论很好地与实践结合。课程设计的题目单思路僵化、缺乏灵活性。

EDA 的出现，真正为师生搭建了一个开放性的高效交流平台。用Multisim13 创建的电路为课堂教学创设了教学情境，把理论教学应用实践中去，使Multisim交互式地搭建电路原理图，并对电路进行仿真。学生可以自主的设计电路，提高了学生的自主学习能力和学习兴趣；在课堂上，不再是老师“填鸭式”的教学，老师进行提问、启发、引导，学生对电路进行不断地分析、调整，很好的实现了老师和学生的互动教学。加强了理论联系实际，在进行真实实验前，先用计算机进行仿真实验，既能熟悉元器件和仪器操作，又起到预习试验的目的，所以电路的仿真实验是理论和实践相联系的纽带[3]。

由于《数字电子技术基础》课程的复杂性，涉及到很多的数学分析和物理分析，教学内容对学生来说抽象难懂，很多基本电路都要进行分析，如组合逻辑电路分析、时序逻辑电路分析等。引入现代EDA设计技术到数字电子技术理论和实践教学环节中，以EDA平台和硬件描述语言为主要设计手段，以全面提升学生的课程应用能力为宗旨,将传统的“数字电子技术”课程和“EDA技术”课程深度融合，建立传统数字电子技术设计和现代设计方法相结合的新课程体系。用 Multisim 13软件来提高教学质量和教学效率，作为教学工具已成为必然。传统的一本书、一支粉笔教师讲到底的课堂教学模式已经满足不了现代化教学的需要，在《数字电子技术基础》教学中利用计算机的电子设计自动化 EDA 软件教学，已成为一种必然的趋势[4]。

理论课堂教学是《数字电子技术基础》课程学习最关键的一个教学环节。通过实践证明，用 Multisim13 软件参与课堂教学能提高课堂教学的质量，主要表现在以下几个方面：A：教学方法灵活多变，可以因材施教，提高学生学习兴趣；B：教学质量和教学效率明显提高；C：教学内容丰富多彩；D：学生自主学习、合作学习的意识和能力有所增强。

2.2 在实验教学中的应用研究

实验教学也是数字电子技术基础教学的重要环节，总共占据了24个学时。通过实验能够巩固数字电路基础知识，培养学生的实践技能、动手能力、分析问题和解决问题的能力，启发学生的创新意识和创新思维潜力[4]。主要表现在以下几个方面：A：克服实验室器材的不足。B：为学生提供理想的教学实验环境。C：在开展硬件实验的同时，可以辅以仿真实验。D：有利于开展具有创造性的开放式实验。E：利用 Multisim13 软件，进行实验前的仿真分析.实验通常包括实验预习、实验过程和实验报告三个环节。

3.Multisim13在数字电子技术中的应用及效果分析

3.1 一位全加器的仿真与分析

3.1.1 一位全加器简介

全加器能进行加数、被加数和低位来的进位信号相加，并根据求和结果给出该位的进位信号。一位全加器的真值表和逻辑图分别如图3.1和3.2所示。

图3 .1 一位全加器真值表

图3 .2 一位全加器的逻辑图

3.1.2 一位全加器的仿真与分析

当A=B=1，Ci=0时，S=0，Co=1，仿真结果如图3.3所示。

图3 .3

3.2 十进制计数器的仿真与分析

74LS161是四位二进制同步加法计数器，计数范围是0-15，具有异步清零、同步置数、保持和二进制加法计数等逻辑功能。用 74LS161设计十进制计数器，其仿真结果如图3.4所示。

图3 .4

4.总结

Multisim13软件的出现使数字电子技术的教学有了新的突破，引发了教师的教学方法、学生的学习方法、成绩考核和课程评价等一系列的连锁变革，通过Multisim13软件，学生可以自己连接电路、分析电路、设计电路，在实践中发现问题、思考问题、分析问题和解决问题，在教学过程学生由被动变为主动，通过学生自主分析设计电路，加深了对理论知识的理解，提高了自主学习能力和创新能力，并能充分调动学生学习的积极性与主动性，激发学生的求知欲望，使学生由“要我学”转变为“我要学”，大大提高了学习效率。

[1]邱军兴,郭东道.EDA技术在电路设计中的地位和作用[J].西安文理学院学报,2005,8(1):64-67.

[2]王皑.EDA技术与高职电子技术教学的探讨[J].湖南工业职业技术学院学报,2002,2(1):72-74.

[3]袁丽萍.Multisim在电子线路实验教学中的应用[J].现代电子技术,2009(17):32.

[4]王仁平.Multisim2001软件在电子电路中的应用[J].计算机仿真,2003(12):16.