基于multisim设计的音乐发生器

课程设计题目：音乐发生器

系部: 数理系

姓名: 徐图

学号：080112103

指导老师：栗玉霞

二○一○年十二月三十一日

基于555定时器的音乐发生器

【摘要】本音乐发生器基于M I D I音乐基本原理设计，结合555定时器应用技术原理，以数字电路及模拟电路知识为基础，以555定时器为设计核心。在本设计中，主要是利用555定式器的应用来更好的实现此音乐播放器的功能。

【关键词】数字电路MIDI音乐播放器555定时器

目录

第1章绪论 (1)

1.1题目的背景和意义 (1)

1.2应用及发展前景 (1)

第2章总体设计概述 (2)

2.1 设计思路 (2)

2.2 设计芯片选择 (2)

2.3 设计芯片介绍 (2)

2.4 设计过程 (4)

2.4.1公式计算 (4)

2.4.2音调调节 (5)

2.4.3功率放大电路 (5)

2.5 设计改进方案 (5)

2.6 设计总结 (6)

参考文献 (6)

第一章绪论

1.1题目的背景

随着微电子技术和计算机技术的不断发展，在涉及通信、国防、航天、工业自动化、仪器仪表等领域的电子系统设计工作中，音乐发生器的应用越来越广的应用到各个领域。

随着我国的经济发展，人们不在只是追求温饱，而是上升了很大的层次，家长对孩子的教育也是不断的提升，每个家长都希望自己的孩子能全面的发展，于是音乐成为广大家长的首选。广大父母也在寻求最早、最快、操作极为简单的培养音乐兴趣的工具。

1.2应用及发展趋势

就在此背景下，一个操作简单的，不需要一点音乐基础，操作无危险的音乐工具出现，此音乐发生器走进了父母的眼中，走进了千家万户，成为家长培养孩子音乐感的首选。

这将给父母对孩子的早教提供很大的方便。

第二章总体设计概述

2.1设计思路

不同的音调是不同的频率所影响，所以通过改变响应的频率就可以发出不同的音调，从而实现此播放器的功能。

2.2设计芯片选择

通过对数字电路的学习，了解555定时器能够通过改变不同的电阻值，而改变所发出的频率，从而发出不同的音调。

2.3 设计芯片介绍

NE555介绍

NE555 (Timer IC)大约在1971年由Signetics Corporation发布，在当时是唯一非常快速且商业化的Timer IC，在往后的30年來非常普遍被使用，且延伸出许多的应用电路，尽管近年來CMOS技术版本的Timer IC如MOTOROLA的MC1455已被大量的使用，但原规格的NE555依然正常的在市场上供应，尽管新版IC在功能上有部份的改善，但其脚位劲能并没变化，所以到目前都可直接的代用。

NE555是属于555系列的计时IC的其中的一种型号，555系列IC的接脚功能及运用都是相容的，只是型号不同的因其价格不同其稳定度、省电、可产生的振荡频率也不大相同；而555是一个用途很广且相当普遍的计时IC，只需少数的电阻和电容，便可产生数位电路所需的各种不同频率之脉波讯号。

a. NE555的特点有：

1.只需简单的电阻器、电容器，即可完成特定的振荡延时作用。其延时范围极广，可由几微秒至几小时之久。

2.它的操作电源范围极大，可与TTL，CMOS等逻辑闸配合，也就是它的输出准位及输入触发准位，均能与这些逻辑系列的高、低态组合。

3.其输出端的供给电流大，可直接推动多种自动控制的负载。

4.它的计时精确度高、温度稳定度佳，且价格便宜。

b. NE555引脚位配置说明下：

图1-2 NE555接脚图

Pin 1 (接地) -地线(或共同接地) ，通常被连接到电路共同接地。

Pin 2 (触发点) -这个脚位是触发NE555使其启动它的时间周期。触发信号上缘电压须

大于2/3 VCC ，下缘须低于1/3 VCC 。

Pin 3 (输出) -当时间周期开始555的输出输出脚位，移至比电源电压少1.7伏的高电

位。周期的结束输出回到O 伏左右的低电位。于高电位时的最大输出电流大约200 mA 。 Pin 4 (重置) -一个低逻辑电位送至这个脚位时会重置定时器和使输出回到一个低电位。

它通常被接到正电源或忽略不用。

Pin 5 (控制) -这个接脚准许由外部电压改变触发和闸限电压。当计时器经营在稳定或

振荡的运作方式下,这输入能用来改变或调整输出频率。

Pin 6 (重置锁定) - Pin 6重置锁定并使输出呈低态。当这个接脚的电压从1/3 VCC 电

压以下移至2/3 VCC 以上时启动这个动作。

Pin 7 (放电) -这个接脚和主要的输出接脚有相同的电流输出能力，当输出为ON 时为

LOW ，对地为低阻抗，当输出为OFF 时为HIGH ，对地为高阻抗。

Pin 8 (V +) -这是555个计时器IC 的正电源电压端。供应电压的范围是+4.5伏特(最

小值)至+16伏特(最大值)。 参数功能特性：

?供应电压4.5-18V ?供应电流3-6 mA ?输出电流225mA (max) ?上升/下降时间100 ns

2.4设计过程 2.4.1公式计算

通过555定时器中的公式

C

R R f )21(44

.1+=

改变其中R1、R2的组织可以改变频率

下表为不同音符的分频数和预置数

表3.1 音符的分频数和预置数

通过上表的数据计算出各个音阶的R1、R2，555和R1～R6、R8、C1等组成一个无稳态多谐振荡器，改变其充电点(R1~R8)的阻值，可改变不同的发音频率，即可发出不同的音符。R1~R8串联后的最大阻值为100KΩ，图示参数的基本频率范围在390～6420Hz，可通过A组的K1～K7琴键（开关）来改变。调试时，J3呈断开位置，用一支指数型100KΩ的电位器，分别记下1、2、3、…7、音时的阻值，然后再挑选相应阻值的电阻接入电路。

2.4.2音调调节

接在555控制端（5脚）的B组开关J4和J5是用来调音调的，按下AN1时发音音调比基本音符组（A组）升高音调一致；而按下AN2时，则比AN1的音调又升高一级。R10R11的电阻值分别在500Ω和1000Ω左右。

2.4.3功率放大

此播放器采用小功率集成放大器OPAM_3T_BASIC、用以双音频信号放大，起其音量可通过RP1来调节。

下图为通过multisim仿真软件制作的电路图

2.5设计改进方案

能够加强此播放器的功能，如播放发光灯，随着音乐按钮的按下，响起音乐的同时，亮起不同强弱的灯光。通过改变电压的大小实现。

总结

通过本学期对数字电子技术的学习，掌握了数字电路的基本知识，对芯片有了初步的认识，通过本次的课程设计，完成了这个音乐播放器，体会到了团队的协作力量，从得到课题，进行分析课题，对课题进行了分块，然后把每个模块分配到团队每个成员，各自完成响应的任务，最重要的就是最后的组合在一起进行调试是最为艰难的阶段，也是我们用的时间最多的阶段，通过大家的集思广益还是成功的完成了课题。

参考文献

[1] 袁慧梅，宋宇.基于CPLD的MIDI音乐播放器的设计[J].微计算机信息.2006.11.

[2] 阎石，数字电子技术基础（第五版）2006.5

[3] 童诗白，模拟电子技术基础（第四版）2006.5.

[4]冠戈蒋立平，模拟电路与数字电路(第2版) 2010.9

[5] 陈有卿，实用555时基电路300例2005.10

Multisim课程设计正弦波发生器

东北石油大学MULTISIM电气应用训练 2012年3 月01日

MULTISIM电气应用训练任务书 课程MULTISIM电气应用训练 题目Multisim的正弦波振荡电路仿真 专业自动化姓名刘月莹学号0906******** 主要内容： 以文氏电桥正弦波振荡电路仿真为例,分析了基本及稳幅文氏电桥正弦波发生器的特点,并采用Multisim 10软件对文氏电桥正弦波发生器进行了仿真,仿真结果与理论分析结果一致。软件仿真在课堂教学、电路设计、及实验教学中的应用,使得课堂教学信息量饱满,设计、实验变得轻松,使教学的效果得到提升,在教学领域具有重要的推广、应用价值。 主要参考资料： [1] 黄智伟.全国大学生电子设计竞赛电路设计[J].北京：北京航空航天大学出版社，2006. [2] 康华光.电子技术基础[J].北京：高等教育出版社，2001. [3] 张凤言.电子电路基础[M].北京：高等教育出版社，1995. [4] 杨素行.模拟电子技术基础简明教程[M].北京：高等教育出版社，2002. [5] 岳怡.数字电路与数字电子技术[J].西安工业大学出版社，2004. [6] 路勇.电子电路实验及仿真[M].清华大学出版社，2004. [7] 张俊漠.单片机中级教程——原理与应用[M].北京航天航空大学出版社，2006. 完成期限2012.2.20——2012.3.1 指导教师李宏玉刘超 专业负责人 2012年3 月1 日

目录 1 任务和要求 (1) 2 稳幅文氏电桥正弦波发生器 (5) 3文氏电桥正弦波发生器电路仿真 (5) 4设计总结 (6) 参考文献 (6)

Multisim课程设计报告

Multisim课程设计报告 课程名称：multisim电路仿真设计题目：病房呼叫系统设计 学号：王后影110914033 专业班级：11电信本（一）班

指导老师：宇安 病房呼叫系统的设计 一．实验目的 1．掌握数字电路课程所学的理论知识以及数字电子技术在生活中的应用。2．熟悉几种常用集成数字芯片的功能和应用，并掌握其工作原理，进一步学会使用其进行电路设计。 3．进一步深化对电子技术的了解，强化实际动手操作能力以及发现问题解决问题的方法。 4．培养认真严谨的工作作风和实事的工作态度。 5．数电课程实验是大学中为我们提供的一次动手实践的机会，增强实际动手操作与研发的能力 二．实验原理 要求当一号病房的按钮按下时，无论其他病室的按钮是否按下，护士值班室的数码显示“1”，即“1”号病室的优先级别最高，其他病室的级别依次递减，7号病室级别最低，当7个病房中有若干个请求呼叫开关合上时，护士值班室的数码管所显示的即为当前优先级别最高的病室呼叫，同时在有呼叫的病房门口的指示灯闪烁。待护士按优先级处理完后，将该病房的呼叫开关打开，再去处理下一个相对最高优先级的病房的事务。全部处理完毕后，即没有病室呼叫，此时值班室的数码管显示“0”。

电路设计流程图 本例在设计中采用了8/3线优先编码器74LS148，74LS148有8个数据端（0~7）,3个数据输出端（A0~A1）,1个使能输入端（EI，低电平有效），两个输出端（GS,E0）。数据输出端A~C根据输入端的选通变化，分别输出000~111这0~7二进制码，经逻辑组合电路与74LS47D BCD-七段译码器/驱动器的数据输入端（A~C）相连，最终实现设计要求的电路功能，电路如图所示。电路中与门74LS08DD的输出端（3、6、8）与74LS147D BCD-七段译码器/驱动器的数据输入端的数据端（A、B、C）连接。 此例仿真可在Multisim的主界面下，启动仿真开关即可进行电路的仿真。K1~K7为病房呼叫开关，在其下方的Key=1，...Key=7分别表示按下键盘1~7数字键，即可控制相应开关的通道。L1~L7为模拟病房门口的呼叫指示灯，当呼叫开关K1~K7任何开关被按下时，相应开关上的指示灯即闪烁发光，同时护士值班室的数码管即显示相对最高优先级别的病房号，而且蜂鸣器SP会令计算机上的扬声器发声。

Multisim基础使用方法详解

第2章Multisim9的基本分析方法 主要容 ? 2.1 直流工作点分析（DC Operating Point Analysis ） ? 2.2 交流分析（AC Analysis） ? 2.3 瞬态分析（Transient Analysis） ? 2.4 傅立叶分析（Fourier Analysis） ? 2.5 失真分析（Distortion Analysis） ? 2.6 噪声分析（Noise Analysis） ? 2.7 直流扫描分析（DC Sweep Analysis） ? 2.8 参数扫描分析（Parameter Sweep Analysis） 2.1 直流工作点分析 直流工作点分析也称静态工作点分析，电路的直流分析是在电路中电容开路、电感短路时，计算电路的直流工作点，即在恒定激励条件下求电路的稳态值。 在电路工作时，无论是大信号还是小信号，都必须给半导体器件以正确的偏置，以便使其工作在所需的区域，这就是直流分析要解决的问题。了解电路的直流工作点，才能进一步分析电路在交流信号作用下电路能否正常工作。求解电路的直流工作点在电路分析过程中是至关重要的。 2.1.1构造电路 为了分析电路的交流信号是否能正常放大，必须了解电路的直流工作点设置得是否合理，所以首先应对电路得直流工作点进行分析。在Multisim9工作区构造一个单管放大电路，电路中电源电压、各电阻和电容取值如图所示。

注意：图中的1，2，3，4，5等编号可以从Options---sheet properties—circuit—show all 调试出来。 执行菜单命令（仿真）Simulate/（分析）Analyses，在列出的可操作分析类型中选择DC Operating Point，则出现直流工作点分析对话框，如图A所示。直流工作点分析对话框B。 1. Output 选项 Output用于选定需要分析的节点。 左边Variables in circuit 栏列出电路中各节点电压变量和流过电源的电流变量。右边Selected variables for 栏用于存放需要分析的节点。 具体做法是先在左边Variables in circuit 栏中选中需要分析的变量（可以通过鼠标拖拉进行全选），再单击Add按钮，相应变量则会出现在Selected variables for 栏中。如果Selected variables for 栏中的某个变量不需要分析，则先选中它，然后点击Remove按钮，该变量将会回到左边Variables in circuit 栏中。 2.Analysis Options 和Summary选项表示：分析的参数设置和Summary页中排列了该分析所设置的所有参数和选项。用户通过检查可以确认这些参数的设置。 2.1.3 检查测试结果

模拟电子技术课程设计(Multisim仿真)

《电子技术Ⅱ课程设计》 报告 姓名 xxx 学号 院系自动控制与机械工程学院 班级 指导教师 2014 年 6 月18日

目录 1、目的和意义 (3) 2、任务和要求 (3) 3、基础性电路的Multisim仿真 (4) 3.1 半导体器件的Multisim仿真 (4) 3.11仿真 (4) 3.12结果分析 (4) 3.2单管共射放大电路的Multisim仿真 (5) 3.21理论计算 (7) 3.21仿真 (7) 3.23结果分析 (8) 3.3差分放大电路的Multisim仿真 (8) 3.31理论计算 (9) 3.32仿真 (9) 3.33结果分析 (9) 3.4两级反馈放大电路的Multisim仿真 (9) 3.41理论分析 (11) 3.42仿真 (12) 3.5集成运算放大电路的Multisim仿真（积分电路） (12) 3.51理论分析 (13) 3.52仿真 (14) 3.6波形发生电路的Multisim仿真（三角波与方波发生器） (14) 3.61理论分析 (14) 3.62仿真 (14) 4.无源滤波器的设计 (14) 5.总结 (18) 6.参考文献 (19)

一、目的和意义 该课程设计是在完成《电子技术2》的理论教学之后安排的一个实践教学环节.课程设计的目的是让学生掌握电子电路计算机辅助分析与设计的基本知识和基本方法，培养学生的综合知识应用能力和实践能力，为今后从事本专业相关工程技术工作打下基础。这一环节有利于培养学生分析问题，解决问题的能力，提高学生全局考虑问题、应用课程知识的能力，对培养和造就应用型工程技术人才将能起到较大的促进作用。 二、任务和要求 本次课程设计的任务是在教师的指导下，学习Multisim仿真软件的使用方法，分析和设计完成电路的设计和仿真。完成该次课程设计后，学生应该达到以下要求： 1、巩固和加深对《电子技术2》课程知识的理解； 2、会根据课题需要选学参考书籍、查阅手册和文献资料； 3、掌握仿真软件Multisim的使用方法； 4、掌握简单模拟电路的设计、仿真方法； 5、按课程设计任务书的要求撰写课程设计报告，课程设计报告能正确反映设计和仿真结果。

Multisim基础使用方法详解

M u l t i s i m基础使用方 法详解 集团标准化工作小组 #Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN#

第2章 Multisim9的基本分析方法 主要内容 ?直流工作点分析（DC Operating Point Analysis ） ?交流分析（AC Analysis） ?瞬态分析（Transient Analysis） ?傅立叶分析（Fourier Analysis） ?失真分析（Distortion Analysis） ?噪声分析（Noise Analysis） ?直流扫描分析（DC Sweep Analysis） ?参数扫描分析（Parameter Sweep Analysis） 直流工作点分析 直流工作点分析也称静态工作点分析，电路的直流分析是在电路中电容开路、电感短路时，计算电路的直流工作点，即在恒定激励条件下求电路的稳态值。 在电路工作时，无论是大信号还是小信号，都必须给半导体器件以正确的偏置，以便使其工作在所需的区域，这就是直流分析要解决的问题。了解电路的直流工作点，才能进一步分析电路在交流信号作用下电路能否正常工作。求解电路的直流工作点在电路分析过程中是至关重要的。 2.1.1构造电路

为了分析电路的交流信号是否能正常放大，必须了解电路的直流工作点设置得是否合理，所以首先应对电路得直流工作点进行分析。在Multisim9工作区构造一个单管放大电路，电路中电源电压、各电阻和电容取值如图所示。 注意：图中的1，2，3，4，5等编号可以从Options---sheet properties—circuit—show all 调试出来。 执行菜单命令（仿真）Simulate/（分析）Analyses，在列出的可操作分析类型中选择DC Operating Point，则出现直流工作点分析对话框，如图A所示。直流工作点分析对话框B。 1. Output 选项 Output用于选定需要分析的节点。 左边Variables in circuit 栏内列出电路中各节点电压变量和流过电源的电流变量。右边Selected variables for 栏用于存放需要分析的节点。 具体做法是先在左边Variables in circuit 栏内中选中需要分析的变量（可以通过鼠标拖拉进行全选），再单击Add按钮，相应变量则会出现在Selected variables for 栏中。如果Selected variables for 栏中的某个变量不需要分析，则先选中它，然后点击Remove按钮，该变量将会回到左边Variables in circuit 栏中。 Options 和Summary选项表示：分析的参数设置和Summary页中排列了该分析所设置的所有参数和选项。用户通过检查可以确认这些参数的设置。 2.1.3 检查测试结果 点击B图下部Simulate按钮，测试结果如图所示。测试结果给出电路各个节点的电压值。根据这些电压的大小，可以确定该电路的静态工作点是否合理。如果不合理，可以

数电课程设计基于Multisim的乒乓球游戏机控制电路设计

课程设计（论文） 课程名称：数字电子技术基础 题目：基于Multisim的乒乓球游戏机控制电路设计院（系）： 专业班级： 姓名： 学号： 指导教师：

任务书 设计题目：基于Multisim乒乓球游戏机的控制设计电路 课题目的： 该乒乓球游戏机电路主要由3块组成：球台驱动电路，控制电路和计分电路组成。其中球台电路主要实现游戏者击球完毕后球的左右移动显示位置功能；控制电路实现游戏者A和B击球，裁判对系统初始化的功能；计分电路具有当A或B击球有效时加分和当游戏者的分数累计超过10时报警通知裁判对系统初始化以便重新开始比赛计分功能。 课题主要内容与要求： 内容：本课题设计一个以8个二极管的依次被点亮代表球的移动位置双向选择开关J2，J3控制发球，击球信号，在Multisim软件上测试结果。 要求：1、熟悉Multisim软件 2、用8个发光二极管表示球，用俩个按钮分别表示AB俩个球员的球拍； 3、A,B各有一个数码管计分。 4、裁判有一个按钮，用来对系统初始化，每次得分后按下一次。

摘要 乒乓球游戏机通过十分巧妙地设计采用数字芯片实现乒乓球左右移动，选手击球得分，累计得分超10报警灯功能。该设计三个双向开关J1，J2，J3分别作为裁判和游戏者A,B，且选手可以译码显示器上直接读出自己的得分，具有操作简单，结构清晰的优点。 对与模电课题的研究离不开电路图，不过现在都在实行电子化，所以需要借助电子产品。Multisim软件就是一款画电路图的电子软件，在此对不太熟悉或未接触过Multisim软件的朋友简短的介绍下： 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。同时具备可以根据自己的需求制造出真正属于自己的仪器；所有的虚拟信号都可以通过计算机输出到实际的硬件电路上；所有硬件电路产生的结果都可以输回到计算机中进行处理和分析等特点。该乒乓球游戏机电路主要有3块电路：台球驱动电路，控制电路和计分电路组成。其中台球驱动电路主要实现游戏者击球完毕后球的左右移动显示位置功能；控制电路实现游戏者A和B击球，裁判对系统初始化的功能；

Multisim基本操作

XXXX学院–物理与电子信息工程学院 实验报告 实验班级: 课程名称: 专业实训 实验名称: Multisim基本操作 指导教师: 实验日期: 2017.12.10 姓名: 学号:

实训目的 学会使用Multisim进行基本电路操作 实训内容 一、基本操作 1、菜单栏 菜单栏中有以下常用选择 File中有以下主要文件操作: New新建文件，Open打开文件，Close关闭文件，Close all关闭所有文件，Save保存文件，Save As另存文件，Print打印文件，Print Setup打印设置和Exit退出等。 Edit中常用的编辑操作有：undo撤退，redo前进，cut剪切，copy复制，paste粘贴，这些操作也可以在工具栏内快速选择。 View中常用的操作有：zoom in放大电路，zoom out缩小电路，zoom area以100%的比率来显示电路等。 Place中常用的放置操作有：component放置元器件，bus总线，text放置文字等。这些选择在工具栏内也有快捷选项。 Simulate中常用的仿真操作有：run运行，pause暂停，这些在工具栏内可直接操作。以及analyses仿真方法选择，Instruments 仪表选择，在仪表栏内可快速找到。 Reports中常用的报告操作有：bill of materials电路图使用器件报告，可以获取详细的所需器件列表，方便购买等。 Options中常用的常用的操作有：sheet properties选项中的主

要操作有circuit电路背景设置，workspace纸张大小设置，wiring 电线宽度设置，font字体设置等。 Window中常用的操作有：new window新窗口。 Help中常用的常用的操作有：multisim help可以查找关于软件的一些问题。 其他的像MCU 、Transfer以及Tools我们很少用到。 2、工具栏 主要的操作是元器件的选择，以及一些快捷操作，例如放大（缩小）页面，电路运行以及停止，文字输入（直接在电路工作区输入文字或者在文本描述框输入文字）等等。

基于Multisim的音频功率放大器设计与仿真

信息工程学院 课程设计报告书 题目: 基于Multisimde 音频功率放大器设计与仿真 课程：电子线路课程设计 专业： 班级： 学号： 学生姓名： 指导教师： 2015 年 1 月 3 日

信息工程学院课程设计任务书 学号学生姓名专业（班级） 设计题 目 基于Multisimde 音频功率放大器设计与仿真 设计技术参数电源电压：Vs (22) 输入电压：VIN ........................±V 电源V 差分输入电压：VDIFF (5) 工作温度范围：TA …………………… 0℃～70℃存贮温度：TSTG …………………… -65℃～150℃结温：Tj …………………… 150℃ 功耗（5532FE）：PD …………………… 1000mW 引线温度（焊接，10S）…………………… 300℃ 设计要求1 输出功率10W/8Ω；频率响应20~20KHz；效率>60﹪；失真小。 2 选择电路方案，完成对确定方案电路的设计。 3 利用Multisim仿真设计电路原理图，确定电路元件参数、掌握电路工作原理并 仿真实现系统功能。 4 安装调试并按规范要求格式完成课程设计报告书。 参考资料1. 谢自美.电子电路设计.实验.测试.武昌：华中理工大学出版社，1994. 2. 童诗白.模拟电子技术基础.第二版.北京：人民邮电出版社，1999. 3. 康华光主编，电子技术基础（数字部分、模拟部分），高等教育出版社，1998. 4.周泽义.电子技术实验。武汉：武汉理工大学出版社，2001.5 5.梁宗善.《新型集成电路的应用-电子技术基础课程设计》.华中科技大学，2004 6.孙梅生.《电子技术基础课程设计》.高等教育出版社，2005 7.黄继昌，张海贵.《实用单元电路及其应用》.人民邮电出版社，2006 8.王卫东，江晓安.《模拟电子电路基础》.西安电子科技大学出版社，2003 9.华成英、童诗白.模拟电子技术基础.第四版.北京:高等教育出版社,2006.5 2015 年 1 月 3 日

实验1：电路仿真工具Multisim的基本应用

实验一电路仿真工具Multisim的基本应用 一．实验目的 1.学会电路仿真工具Multisim的基本操作。 2.掌握电路图编辑法，用Multisim对电路进行仿真。 二、实验仪器 PC机、Multisim软件 三、实验原理 MultiSim 7 软件是加拿大Electronics Workbench 公司推出的用于电子电路仿真的虚拟电子工作台软件。它可以对模拟电路、数字电路或混合电路进行仿真。该软件的特点是采用直观的图形界面，在计算机屏幕上模仿真实实验室的工作台，用屏幕抓取的方式选用元器件，创建电路，连接测量仪器。软件仪器的控制面板外形和操作方式都与实物相似，可以实时显示测量结果。 1. Multisim 7主窗口 2. 常用Multisim7 设计工具栏 元件编辑器按钮--用以增加元件仿真按钮--用以开始、暂停或结束电路仿真。 分析图表按钮--用于显示分析后的图表结果分析按钮--用以选择要进行的分析。 3．元件工具栏（主窗口左边两列） 其中右边一列绿色的为常用元器件（且为理想模型）。左边一列包含了所有元器件（包括理想模型和类实际元器件模型）。在电路分析实验中常用到的器件组包括以下三个组（主界面左边第二列）： 电源组信号源基本器件组

（1）电源（点击电源组） 交流电源直流电源接地 （2）基本信号源 交流电流源交流电压源 （3）基本元器件（点击基本器件组） 电感电位器电阻可变电容电容 4.常用虚拟仪器（主窗口右侧一列） ⑴数字万用表 数字万用表的量程可以自动调整。双击虚拟仪器可进行参数设定。下图是其图标和面板： 其电压、电流档的内阻，电阻档的电流和分贝档的标准电压值都可以任意设置。从打开的面板上选Setting按钮可以设置其参数。 （2）信号发生器 信号发生器可以产生正弦、三角波和方波信号，其图标和面板如下图所示。可调节方波和三角波的占空比。双击虚拟仪器可进行参数设定。 （3）示波器 在Multisim 7中提供了两种示波器：通用双踪示波器和4通道示波器。双击虚拟仪器可进行参数设定。这里仅介绍通用双踪示波器。其图标和面板如下图所示。

multisim 电路仿真 课程设计

4.1 仿真设计 1、用网孔法和节点法求解电路。 如图4.1-1所示电路： 3Ω （a）用网孔电流法计算电压u的理论值。 （b）利用multisim进行电路仿真，用虚拟仪表验证计算结果。（c）用节点电位法计算电流i的理论值。 （d）用虚拟仪表验证计算结果。 解： 电路图： （a） i1=2 解得 i1=2 5i2-31-i3=2 i2＝1 i3=-3 i3=-3 u=2 v （b）如图所示： （c）列出方程 4/3 U1- U2=2 解得 U1＝3 v U2=2 v 2A1Ω _ + 1Ω 2V - 3A 图4.1-1 i

2U 1- U 2=2 i=1 A 结果：计算结果与电路仿真结果一致。 结论分析：理论值与仿真软件的结果一致。 2、叠加定理和齐次定理的验证。 如图4.1-2所示电路： (a)使用叠加定理求解电压u 的理论值； (b)利用multisim 进行电路仿真，验证叠加定理。 (c)如果电路中的电压源扩大为原来的3倍，电流源扩大为原来的2倍，使用齐次定理，计算此时的电压u ； (d)利用multisim 对（c ）进行电路仿真，验证齐次定理。 电路图： （a ） I 1=2 7 I 2-2 I 1- I 3=0 3 I 3- I 2-2 I 4=0 解得 U 1=7（V ） I 4=-3 U 1 U 1=2（I 1- I 2） 如图所示电压源单独作用时根据网孔法列方程得： 3 I 1-2 I 2- I 3= 4 I 2=-3 U 2 7 I 3 - I 1=0 解得 U 2=9（V ） U 2=4-2 I 3 所以 U= U 1+ U 2=16（V ） （b ）如图所示。 2Ω 1Ω 2Ω 4Ω 2A 3u + 4V - + u - 图4.1-2

基于Multisim的八路智力抢答器设计

数字电路课程设计任务书

数字电路设计说明书 学院名称：计算机与信息工程学院 班级名称：通信14 学生姓名：余浩 学号： 2014211453 题目：八路智力抢答器设计 指导教师:刘晓兰 起止日期: 2015.12.21--2016.1.3

第一部分:正文部分 一选题的相关背景: 当今的社会竞争日益激烈，选拔人才，评选优胜，知识竞赛之类的活动愈加频繁，而在竞赛中往往分为几组参加，这时针对主持人提出的问题，如果要是让抢答者用举手等方法，这在某种程度上会因为主持人的主观误断造成比赛的不公平性。比赛中为了准确、公正、直观地判断出第一抢答者，这就要有一种抢答设备作为裁判员，这就必然离不开抢答器。 抢答器是一种应用非常广泛的设备，在各种竞赛、抢答场合中，它能迅速、客观地分辨出最先获得发言权的选手。早期的抢答器只由几个三极管、可控硅、发光管等组成，能通过发光管的指示辩认出选手号码。现在大多数抢答器均使用单片机或数字集成电路，并增加了许多新功能，如选手号码显示、抢按前或抢按后的计时、选手得分显示等功能。 简易逻辑数字抢答器由主体电路与扩展电路组成。优先编码电路、锁存器、译码电路将参赛队的输入信号在显示器上输出；用控制电路和主持人开关启动报警电路，以上两部分组成主体电路。通过定时电路和译码电路将秒脉冲产生的信号在显示器上输出实现计时功能，构成扩展电路。 通过这次课程设计,初步掌握数字电路抢答器的调整及测试方法，提高思考能力和实践能力。同时通过本课题设计，巩固已学的理论知识，建立逻辑数字电路的理论和实践的结合，了解多功能抢答器各单元电路之间的关系及相互影响，从而能正确设计、计算定时计数的各个单元电路。初步掌握多功能抢答器的调整及测试方法。 随着改革开放事业的不断深入，促使人们学科学、学技术、学知识的手段多种多样，抢答器作为一种工具，已广泛应用于各种智力和知识竞赛场合。但抢答器的使用频率校低，且有的要么制作复杂，要么可靠性低，减少兴致。作为一个单位若专购一台抢答器虽然在经济上可以承受，但每年使用的次数极少，往往因长期存放使（电子器件的）抢答器损坏，再购置的麻烦和及时性就会影响活动的开展。目前多数抢答器存在3个不足之处：首先，现场线路连接复杂。因为每个选手位于抢答现场的不同位置，每个选手与控制台之间要有长长的连接线。选手越多，连接线就越多、越乱，这些连接线不仅影响了现场的美观，而且降低了抢答器的可靠性，增加了安装的难度，甚至影响了现场人员的走动。其次，电路复杂。因为简单逻辑电路只完成号码处理、计时、数据运算等功能，其它功能如选手号码的识别、译码、计分显示等仍只能通过数字集成电路完成。采用简单逻辑电路扫描技术识别选手抢按号码时，电路的延迟时间较大，最后导致容易出现选手抢按成功现象。

Multisim使用简介

ⅤMultisim 2001 使用简介 Multisim是Interactive Image Technologies (Electronics Workbench)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。为适应不同的应用场合，Multisim推出了许多版本，用户可以根据自己的需要加以选择。在本书中将以教育版为演示软件，结合教学的实际需要，简要地介绍该软件的概况和使用方法，并给出几个应用实例（样例文件见光盘）。 第一节Multisim概貌 软件以图形界面为主，采用菜单、工具栏和热键相结合的方式，具有一般Windows应用软件的界面风格，用户可以根据自己的习惯和熟悉程度自如使用。 一、Multisim的主窗口界面。 启动Multisim 2001后，将出现如图1所示的界面。 界面由多个区域构成：菜单栏，各种工具栏，电路输入窗口，状态条，列表框等。通过对各部分的操作可以实现电路图的输入、编辑，并根据需要对电路进行相应的观测和分析。用户可以通过菜单或工具栏改变主窗口的视图内容。 二、菜单栏 菜单栏位于界面的上方，通过菜单可以对Multisim的所有功能进行操作。 不难看出菜单中有一些与大多数Windows平台上的应用软件一致的功能选项，如File，Edit，View，Options，Help。此外，还有一些EDA软件专用的选项，如Place，Simulation，Transfer以及Tool等。

1. File File菜单中包含了对文件和项目的基本操作以及打印等命令。 2. Edit Edit命令提供了类似于图形编辑软件的基本编辑功能，用于对电路图进行编辑。

基于Multisim的交通信号灯

电子技术课程设计报告题目：基于Multisim的交通信号灯 学生姓名： 学生学号： 年级： 专业： 班级： 指导教师： 机械与电气工程学院制 2016年11月

交通信号灯设计 机械与电气工程学院自动化专业 1设计的任务与要求 1.1课程设计的任务 1、进一步熟悉数字电路中计数器，译码器，555定时器等中规模逻辑器件的综合使用。 2、探究，学习可编程交通信号灯的工作原理。 3、了解使用数字电子电路知识来解决电子线路的实际问题的能力。以便更好掌握所学的知识，培养一定的动手能力。 1.2课程设计的要求 1、要求使用555定时器、计数器。 2、要求东西亮灯一致，南北亮灯一致。 3、东西亮绿灯和黄灯时，南北亮红灯；南北亮绿灯和黄灯时，东西亮红灯，黄灯亮时每秒种闪亮一次，红灯亮35s，绿灯亮32s，黄灯3s。 4、东西、南北方向除了有红（R）、黄（Y）、绿（G）灯指示外，每一种灯亮的时间都用显示器进行显示（采用倒计时的方法）； 2交通信号灯设计方案制定 2.1交通信号灯设计的原理

电路大体上可分为三个部分，即：主控制电路部分、计数器部分、红绿灯控制部分。红绿灯控制部分的门电路较多，需要占用较大的空间；主控制电路部分分布在系统的各个部分，可以说是系统的灵魂，它对整个系统进行着控制。计数器部分比较简单，主要是进行计数并且产生进位信号。 2.2交通信号灯设计的技术方案 图1 交通信号灯控制系统原理框图 交通灯原理控制如上图所示，它主要由秒脉冲发生器、定时器、译码器、控制器等部分组成。利用555定时器产生秒脉冲送至74LS192减法计数器，控制74LS192做减法计算。状态控制电路74LS162进行交通信号灯之间的转换。74LS138输入端接74LS162输出端，再对74LS192进行预置数。 3交通信号灯设计方案实施 3.1交通信号灯单元模块功能及电路设计 3.1.1 1s 脉冲发生器 以555定时器接外接电路形成多谐荡器，输出频率为1Hz 的脉冲信号，用作74LS162计数器及74LS192减法计数器的CLK 信号。 由脉冲频率公式：

Multisim仿真课程设计

西北师范大学知行学院 2009—2010年度第2学期Multisim8仿真软件实践考查选题专业：电控级别：2009 班级：本科任课教师：胡亚琦 本课程共42个选题，下列题目设计制作的具体内容，用Multisim8及以上版本工具实现全部或部分内容。 1 编码器的功能（难易程度：易选题学生：桂荣霞） 要求 建立74LS148仿真电路，仿真74LS148的功能 2 译码器（难易程度：易选题学生：胡延伟） 要求 建立74LS138仿真电路，仿真74LS138的功能 3数据选择器要求（难易程度：易选题学生：马晓玲）要求 建立表决器的仿真电路，仿真表决器的功能 4数值比较器（难易程度：中选题学生：薄雍巍）要求 建立数值判断电路的仿真电路，仿真数值判断电路的功能 5组合逻辑电路的竞争（难易程度：难选题学生：林琴）要求 1）竞争冒险仿真电路 2）竞争冒险仿真电路的输出 3）竞争-冒险现象的消除 4）增加冗余项消除竞争-冒险的电路 5）消除竞争-冒险后电路的输出 6基本触发器的功能（难易程度：中选题学生：陈潇旭）1）基本触发器的仿真分析 ----基本RS触发器仿真电路 2）基本RS触发器的输入输出波形 7时钟触发器的仿真（难易程度：中选题学生：朱建军）要求 1） JK触发器的功能 2） JK触发器的状态转换图 3） D触发器的功能 4） D触发器的状态转换图 5）用JK触发器构成T触发器 6） T触发器的输入输出波形（T=1） 7） T触发器的输入输出波形（T=0） 8）用D触发器构成JK触发器 9）用D触发器构成JK触发器

8寄存器和移位寄存器的应用（难易程度：难选题学生：陈瑞）要求 1）了解双向移位寄存器74LS194的功能 双向移位寄存器74LS194具有存数、双向移位、置零和保持等功能。 2）双向移位寄存器74LS194的应用 ----用74LS194组成的串行加法器 3）仿真电路中寄存器的输出波形 9计数器的应用（难易程度：中选题学生：）1）二进制计数器74LS161的功能 2）了解二进制计数器74LS161的应用 用74LS161构成的可变进制计数器，仿真输出波形 10寄存器和移位寄存器的应用（难易程度：中选题学生：马玲）1）用计数器和数据选择器构成的序列信号发生器 2）分析序列信号发生器的工作原理 3）电路产生的序列信号仿真分析 11用555定时器构成的多谐振荡器（难易程度：中选题学生：何玲）1）用555定时器构成施密特反向器 2）仿真施密特反向器的输入输出波形 12用555定时器构成的单稳态触发器（难易程度：中选题学生：谷松）仿真分析单稳态触发器 13 D/A转换器（难易程度：中选题学生：鲁胜） 1）电路的仿真输出波形 2） D/A转换器--倒T形电阻网络D/A转换器(自动输入) 3）仿真电路的输出波形 14 交通管理系统设计（难易程度：难选题学生：郭奎） 1）红绿灯管理 ①当东西方向绿灯亮时（表示允许东西方向车辆直行或左转弯通过十字路口），南北方向应亮红灯；反之，当南北方向亮绿灯时，东西方向应亮红灯。 ②设有“自动/手动”开关对信号灯进行控制，当开关位置在“自动”时，东西方向或南北方向红绿信号应能每隔一定时间交替地显示，红绿信号灯显示时间相等，且显示时间能在20秒~60秒范围内按10秒间隔由人工设定。 ③在交替之前，从第五秒开始黄灯以2HZ频率闪动至交替时结束。 ④当开关位置在“手动”时，应能人工控制两个方向的红绿灯的交替显示（交替前不要求黄灯闪动）。由“手动”转入“自动”时，红信号或绿信号先转至何方向无要求。 ⑵时间牌管理 15数字时钟的设计（难易程度：中选题学生：陈赓黄凯宋辉）1）显示功能：具有“时”、“分”、“秒”的十进制数字显示（“时”从0～23）。 2）校时功能：当刚接通电源或数字时钟走时有偏差，应能手动校时。 3）整点报时：当时钟计时到整点时，能进行整点报时。 16工业混料器的设计难易程度：难选题学生：朱绪昌）1）在混料器料罐空时，由启动按钮启动混料器，自动完成从进料到混合料完全排出的全过程。 2）如果在需要启动时，混料器由于料罐不空而无法启动，则在使用检修按钮进行料罐

Multisim简介及使用

目录 1 Multisim 12简介及使用 (2) 1.1 Multisim简介 (2) 1.1.1 Multisim概述 (2) 1.1.2 Multisim发展历程 (2) 1.1.3 Multisim 12的特点 (4) 1.2 Multisim 12的基本界面 (6) 1.2.1 Multisim 12的主窗口界面 (6) 1.2.2 Multisim 12的标题栏 (7) 1.2.3 Multisim 12的菜单栏 (7) 1.2.4 Multisim 12的工具栏 (9) 1.2.5 Multisim 12的元件库 (10) 1.2.6 Multisim 12的虚拟仪器库 (12) 1.3 Multisim 12的使用方法与实例 (13) 页脚内容1

1Multisim 12简介及使用 1.1Multisim简介 1.1.1Multisim概述 NI Multisim是一款著名的电子设计自动化软件，与NI Ultiboard同属美国国家仪器公司的电路设计软件套件。是入选伯克利加大SPICE项目中为数不多的几款软件之一。Multisim在学术界以及产业界被广泛地应用于电路教学、电路图设计以及SPICE模拟。 Multisim是以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。 我们可以使用Multisim交互式地搭建电路原理图，并对电路进行仿真。Multisim提炼了SPICE仿真的复杂内容，这样我们无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计，这也使其更适合电子学教育。通过Multisim和虚拟仪器技术，PCB设计工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。 1.1.2Multisim发展历程 Multisim 电路仿真软件最早是加拿大图像交互技术公司（Interactive Image Technologies，IIT）于20世纪80年代末推出的一款专门用于电子线路仿真的虚拟电子工作平台（Electronics Workbench，EWB）。用来对数字电路、模拟电路以及模拟/数字混合电路进行仿真。20世纪90年代初，EWB软件进入我国。1996年IIT公司推出EWB 5.0版本，由于其操作界面直观、操作方便、分析功能强大、易学易用等突出优点，在我国高等院校得到迅速推广，也受到电子行业技术人员的青睐。 从EWB 5.0版本以后，IIT公司对EWB进行了较大的变动，将专门用于电子电路仿真的模块改名为Multisim，将原IIT公司的PCB制板软件Electronics Workbench Layout更名为Ultiboard，为了增强器布线能力，开发了Ultiroute布线引擎。另外，还推出了用于通信系统的仿真软件Commsim。至此，Multisim、Ultiboard、 页脚内容2

基于multisim的定时器课程设计

目录 1背景及意义 (1) 2 设计原理及设计方案 (2) 2.1设计原理 (2) 2.2设计方案 (2) 3 设计过程 (3) 3.1基于multisim的设计 (3) 3.1.1脉冲发生电路 (3) 3.1.2 置数电路 (4) 3.1.3计数电路 (5) 3.1.4译码显示电路 (6) 3.1.5警报电路 (8) 3.1.6控制电路 (8) 3.2基于VHDL的设计 (9) 3.2.1建立工程 (9) 3.2.2调试程序 (10) 4运行结果及分析 (14) 4.1基于multisim的结果及分析 (14) 4.2基于VHDL的结果分析 (15) 总结 (16) 参考文献 (17)

1背景及意义 随着社会文明的进步和科学技术的发展，先进的电子技术在各个近代跨学科门类和技术领域占有不可或缺的核心地位。在我国现代化得建设的发展进程中，数字电子技术在国民经济和科学研究各个领域的应用也越来越广泛。而计时器恰恰是数字电子技术的一个重要组成部分，在许多的领域中计时器均得到普遍应用，诸如在体育比赛中，定时报警器，游戏中的倒计时器，交通信号灯，红绿灯，行人灯，还可以做时间提醒设备等，由此可见计时器在现代社会是何其重要。 本设计为倒计时计时器，其作用范围在1~99s，具有直接清零，启动，暂停和连续以及具有光电报警功能，同时应用了气短数码管来显示时间。此计时器有了启动，暂停和连续功能，可以方便地实现断点计时功能，当计时器递减到零时，会发出光电报警信号。本设计完成中途计时功能，实现了在许多的特定场合进行实践追踪的功能，在社会生活也具有广泛的价值。

2 设计原理及设计方案 2.1设计原理 我们可以用优先编码器74ls147来完成1~99秒的置数功能，用555时基电路构成的多谐振荡器来产生频率为1HZ的脉冲输出周期为1秒的方波脉冲，将该方波脉冲信号送到计数器74ls192的cp减计数脉冲端，在通过译码器74ls48把输入的8421BCD码经过内部作和电路“翻译”成七段（a,b,c,d,e,f,g）输出，显示十进制数，然后在适当的位置设置开关或控制电路即可实现计数器的清零，启动和暂停\连续，译码显示电路与亮灯及光电报警灯功能。 2.2设计方案 通过初步设计，可以确定该系统应该包括置数电路，秒脉冲发生器，计数器，译码显示电路，时序控制电路，警报电路等6部分构成。其中置数电路，计时器和时序控制电路是该系统的主要部分。置数电路完成置数，计数器的主要功能是完成倒计时功能，而控制电路具有计数器的启动计数，暂停，连续计数等功能。为了满足系统的设计要求，在设计控制电路时，应正确处理各个信号的时序关系。在操作直接清零开关时，计时器清零，显示器显示零。当启动开关置1时，控制电路应封锁时钟信号cp，通过置数器置数，计数器完成置数功能，显示器显示所置的数。当启动开关置0时，计数器开始计数。当暂停，连续计数开关拨在暂停位置上，计数器停止计数，处于保持状态；当暂停，连续计数开关拨在连续计数的位置上，计数器继续递减计数。当计数器递减计数到0的时，封锁时钟信号cp,使计数器处于保持状态。 系统设计框图如图2.1所示。 图2.1

基于multisim交通灯课程设计

目录 1 引言 (1) 2 交通信号灯控制电路的概述 (2) 3 单元模块 (4) 3.1 电源模块 (4) 3.2秒脉冲发生模块 (4) 3.3计数模块 (6) 3.4 逻辑电路模块 (7) 3.5 分频器模块 (9) 4 数字电子钟电路的仿真与调试 (11) 4.1仿真软件简介 (11) 4.2交通信号灯控制电路的仿真 (11) 4.3交通信号灯控制电路的实现 (13) 4.4调试方法 (13) 4.5调试中出现的问题、原因分析及解决方法 (14) 5总结 (15) 参考文献 (17) 附录 (19)

1 引言 随着我国城市化建设的发展，人民的生活水平日渐提高，越来越多的汽车进入了寻常老百姓的家庭，再加上政府大力发展公交车、出租车，使得道路上车辆越来越多，许多大城市如北京、上海、南京等均出现了道路交通超负荷运行的情况。因此，自80年代后期以来，很多城市纷纷扩建城市道路，在道路建设完成的初期，它们也曾有效地改善了交通状况。然而，随着交通量的快速增长和缺乏对道路的系统研究和控制，扩建道路并没有充分发挥出预期的作用。而城市道路多十字路口、多交叉的特点，也决定了城市道路的交通状况必然受这种路况的制约。所以，如何采用合适的控制方法，最大限度利用好耗费巨资修建的多车道城市道路，缓解城区的交通拥堵状况，越来越成为交通运输管理和城市规划部门亟待解决的主要问题。在这种情况下，道路交通信号灯开始发挥了越来越重要的作用，并已成为交管部门管理交通的重要工具之一。城市交通控制系统是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统，它是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分． 由于现代社会模拟电子技术基础和数字电子技术基础的高速发展，因而由这种技术制造出来的产品也越来越先进，交通信号灯控制电路就是其中之一。 交通信号灯控制电路的应用十分广泛，通过各种组合逻辑电路的组合和秒脉冲的激励，可以很清晰地将信号灯的亮灭情况反映出来，便于人们的观察，以及解决交通问题。它具有亮灭准时精确，显示直观，无机械传动，无需人的经常调整等优点。它广泛用于大中小各个城市中人口聚集的地方。 交通信号灯控制电路的设计涉及到模拟电子技术与数字电子技术。其中，绝大部分是数字电路部分：逻辑门电路、计数器，触发器，555定时器等的基本原理。交通信号灯控制电路的设计与制作不仅加深了对数字电路的了解，而且由于交通信号灯控制电路包括组合逻辑电路和时序电路，进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法，为数字电路的制作提供思路。 本系统采用小规模集成电路构成交通信号灯控制电路的硬件电路，由555定时器构成的多谐振荡器作为秒脉冲产生电路，经过双D触发器构成的T’触发器作为4分频器电路，利用74LS164构成十二进制扭环形计数器，来控制组合逻辑电路实现其逻辑功能。最后用电路仿真软件绘制出交通信号灯控制电路的完整电路图。对数字电路的学习起到了良好的辅助作用。 自从交通灯诞生以来，其内部的电路控制系统就不断的被改进，设计方法也开始多种多样，从而使交通灯显得更加智能化。尤其是近几年来，随着电子与计算机技术的飞速发展，电子电路分析和设计方法有了很大的改进，电子设计自动化也已经成为现代电子系统中不可缺少的工具和手段。