1、目錄1Multisim 12簡介及使用11.1Multisim簡介11.1.1Multisim概述11.1.2Multisim發展歷程21.1.3Multisim 12的特點31.2Multisim 12的基本界面41.2.1Multisim 12的主窗口界面41.2.2Multisim 12的標題欄51.2.3Multisim 12的菜單欄51.2.4Multisim 12的工具欄61.2.5Multisim 12的元件庫71.2.6Multisim 12的虛擬儀器庫81.3Multisim 12的使用方法與實例91 Multisim 12簡介及使用1.1 Multisim簡介1.1.1 M

2、ultisim概述NI Multisim是一款著名的電子設計自動化軟件，與NI Ultiboard同屬美國國家儀器公司的電路設計軟件套件。是入選伯克利加大SPICE項目中為數不多的幾款軟件之一。Multisim在學術界以及產業界被廣泛地應用于電路教學、電路圖設計以及SPICE模擬。Multisim是以Windows為基礎的仿真工具，適用于板級的模擬/數字電路板的設計工作。它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語言輸入方式，具有豐富的仿真分析能力。我們可以使用Multisim交互式地搭建電路原理圖，并對電路進行仿真。Multisim提煉了SPICE仿真的復雜內容，這樣我們無需懂得深入的SPI

3、CE技術就可以很快地進行捕獲、仿真和分析新的設計，這也使其更適合電子學教育。通過Multisim和虛擬儀器技術，PCB設計工程師和電子學教育工作者可以完成從理論到原理圖捕獲與仿真再到原型設計和測試這樣一個完整的綜合設計流程。1 / 231.1.2 Multisim發展歷程Multisim 電路仿真軟件最早是加拿大圖像交互技術公司（Interactive Image Technologies，IIT）于20世紀80年代末推出的一款專門用于電子線路仿真的虛擬電子工作平臺（Electronics Workbench，EWB）。用來對數字電路、模擬電路以及模擬/數字混合電路進行仿真。20世紀

4、90年代初，EWB軟件進入我國。1996年IIT公司推出EWB 5.0版本，由于其操作界面直觀、操作方便、分析功能強大、易學易用等突出優點，在我國高等院校得到迅速推廣，也受到電子行業技術人員的青睞。從EWB 5.0版本以后，IIT公司對EWB進行了較大的變動，將專門用于電子電路仿真的模塊改名為Multisim，將原IIT公司的PCB制板軟件Electronics Workbench Layout更名為Ultiboard，為了增強器布線能力，開發了Ultiroute布線引擎。另外，還推出了用于通信系統的仿真軟件Commsim。至此，Multisim、Ultiboard、Ultiroute和Com

5、msim構成現在EWB的基本組成部分，能完成從系統仿真、電路仿真到電路板圖生成的全過程。其中，最具特色的仍然是電路仿真軟件Multisim。2001年，IIT公司推出了Multisim 2001，重新驗證了元件庫中所有元件的信息和模型，提高了數字電路仿真速度，開設了EdaPARTS.com網站，用戶可以從該網站得到最新的元件模型和技術支持。2003年，IIT公司又對Multisim 2001進行了較大的改進，并升級為Multisim 7，其核心是基于帶XSPICE擴展的伯克利SPICE的強大的工業標準SPICE引擎來加強數字仿真的，提供了19種虛擬儀器，尤其是增加了3D 元件以及安捷倫的萬用表

6、、示波器、函數信號發生器等仿實物的虛擬儀表，將電路仿真分析增加到19種，元件增加到13000個。提供了專門用于射頻電路仿真的元件模型庫和儀表，以此搭建射頻電路并進行實驗，提高了射頻電路仿真的準確性。此時，電路仿真軟件Multisim 7已經非常成熟和穩定，是加拿大IIT公司在開拓電路仿真領域的一個里程碑。隨后IIT公司又推出Multisim 8，增加了虛擬Tektronix示波器，仿真速度有了進一步提高，仿真界面、虛擬儀表和分析功能則變化不大。2005年以后，加拿大IIT公司隸屬于美國NI公司，并于2005年12月推出Multisim 9。Multisim 9在仿真界面、元件調用方式、搭建電路

7、、虛擬仿真、電路分析等方面沿襲了EWB的優良特色，但軟件的內容和功能有了很大不同，將NI公司的最具特色的LabVIEW儀表融入Multisim 9，可以將實際I/O設備接入Multisim 9，克服了原Multisim軟件不能采集實際數據的缺陷。Multisim 9還可以與LabVIEW軟件交換數據，調用LabVIEW虛擬儀表。增加了51系列和PIC系列的單片機仿真功能，還增加了交通燈、傳送帶、顯示終端等高級外設元件。NI公司于2007年8月26日發行NI系列電子電路設計套件（NI Circuit Design Suite 10），該套件含有電路仿真軟件NI Multisim 10和PCB板制

8、作軟件NI Ultiboard 10兩個軟件。增加了交互部件的鼠標單擊控制、虛擬電子實驗室虛擬儀表套件（NI ELVIS II）、電流探針、單片機的C語言編程以及6個NI ELVIS儀表。2010年初，NI公司正式推出NI Multisim 11，能夠實現電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語言輸入、電子線路和單片機仿真、虛擬儀器測試、多種性能分析、PCB布局布線和基本機械CAD設計等功能。2012年又推出了Multisim 12。Multisim 12 電路仿真環境通過使用直觀的圖形化方法，簡化了復雜的傳統電路仿真并且提供了用于電路設計和電子教學的量身定制版本。 2013 年 12月NI近日發

9、布了Multisim 13.0，提供了針對模擬電子、數字電子及電力電子的全面電路分析工具。本章主要介紹以Multisim 12為基礎來介紹multisim軟件的相關功能和使用。1.1.3 Multisim 12的特點Multisim仿真軟件自20世紀80年代產生以來，經過數個版本的升級，除保持操作界面直觀、操作方便、易學易用等優良傳統外，電路仿真功能也得到不斷完善。目前，其版本NI Multisim 12主要有以下特點。（1）直觀的圖形界面NI Multisim 12保持了原EWB圖形界面直觀的特點，其電路仿真工作區就像一個電子實驗工作臺，元件和測試儀表均可直接拖放到屏幕上，可通過單擊鼠標用導

10、線將它們連接起來，虛擬儀器操作面板與實物相似，甚至完全相同。可方便選擇儀表測試電路波形或特性，可以對電路進行20多種電路分析，以幫助設計人員分析電路的性能。（2）豐富的元件自帶元件庫中的元件數量更多，基本可以滿足工科院校電子技術課程的要求。NI Multisim 12的元件庫不但含有大量的虛擬分離元件、集成電路，還含有大量的實物元件模型，包括一些著名制造商，如Analog Device、Linear Technologies、Microchip、National Semiconductor以及Texas Instruments等。用戶可以編輯這些元件參數，并利用模型生成器及代碼模式創建自己的元

11、件。（3）眾多的虛擬儀表從最早的EWB 5.0含有7個虛擬儀表到NI Multisim 12提供22種虛擬儀器，這些儀器的設置和使用與真實儀表一樣，能動態交互顯示。用戶還可以創建LabVIEW的自定義儀器，既能在LabVIEW圖形環境中靈活升級，又可調入NI Multisim 12方便使用。（4）完備的仿真分析以SPICE 3F5和XSPICE的內核作為仿真的引擎，能夠進行SPICE仿真、RF仿真、MCU仿真和VHDL仿真。通過NI Multisim 12自帶的增強設計功能優化數字和混合模式的仿真性能，利用集成LabVIEW和Signalexpress可快速進行原型開發和測試設計，具有符合行業

12、標準的交互式測量和分析功能。（5）獨特的虛實結合在NI Multisim 12電路仿真的基礎上，NI公司推出教學實驗室虛擬儀表套件（ELVIS），用戶可以在NI ELVIS平臺上搭建實際電路，利用NI ELVIS儀表完成實際電路的波形測試和性能指標分析。用戶可以在NI Multisim 12電路仿真環境中模擬NI ELVIS的各種操作，為實際NI ELVIS平臺上搭建、測試實際電路打下良好的基礎。NI ELVIS儀表允許用戶自定制并進行靈活的測量，還可以在NI Multisim 12虛擬仿真環境中調用，以此完成虛擬仿真數據和實際測試數據的比較。（6）遠程的教育用戶可以使用NI ELVIS 和

13、LabVIEW來創建遠程教育平臺。利用LabVIEW中的遠程面板，將本地的VI在網絡上發布，通過網絡傳輸到其他地方，從而給異地的用戶進行教學或演示相關實驗。（7）強大的MCU模塊可以完成8051、PIC單片機及其外部設備（如RAM、ROM、鍵盤和LCD等）的仿真，支持C代碼、匯編代碼以及十六進制代碼，并兼容第三方工具源代碼；具有設置斷點、單步運行、查看和編輯內部RAM、特殊功能寄存器等高級調試功能。（8）簡化了FPGA應用在NI Multisim 12電路仿真環境中搭建數字電路，通過測試功能正確后，執行菜單命令將之生成原始VHDL語言，有助于初學VHDL語言的用戶對照學習VHDL語句。用戶可以

14、將這個VHDL文件應用到現場可編程門陣列（FPGA）硬件中，從而簡化了FPGA的開發過程。1.2 Multisim 12的基本界面軟件以圖形界面為主，采用菜單、工具欄和熱鍵相結合的方式，具有一般Windows應用軟件的界面風格，用戶可以根據自己的習慣和熟悉程度自如使用。1.2.1 Multisim 12的主窗口界面啟動Multisim 12后，將出現如圖 11所示的界面。圖 11 Multisim 12的主窗口界面 由圖 11可以看出，Multisim 12的主窗口界面包含有多個區域：標題欄，菜單欄，各種工具欄，電路工作區窗口，狀態條，列表框等。通過對各部分的操作可以實現電路圖的輸入、編輯，并

15、根據需要對電路進行相應的觀測和分析。用戶可以通過菜單或工具欄改變主窗口的視圖內容。1.2.2 Multisim 12的標題欄 標題欄如圖 12所示的最上面一行。標題欄左側是文件名。右側有最小化、最大化和關閉三個控制按鈕，通過它們實現對窗口的操作。當右擊標題欄時，可出現一控制菜單如圖 12中，用戶可以選擇相應的命令完成還原、移動、大小、最小化、最大化和關閉的操作。圖 12 Multisim 12的標題欄1.2.3 Multisim 12的菜單欄菜單欄位于主窗口界面上方的第二行，如圖 13所示，一共給出了12個主菜單。通過這些菜單可以對Multisim的所有功能進行操作。圖 13 Multisim

16、 12的菜單欄菜單中一些功能與大多數Windows平臺上的應用軟件一致，如文件、編輯、視圖、選項、工具、幫助等菜單。此外，還有一些EDA軟件專用的選項，如繪制（放置），MCU，仿真等。 1、文件（File）菜單File菜單中包含了對文件和項目的基本操作以及打印等命令。2、編輯（Edit）菜單編輯菜單類似于圖形編輯軟件的基本編輯功能。在電路繪制過程中，編輯菜單提供對電路和元件進行剪切、粘貼、翻轉、對齊等操作。3、視圖（View）菜單視圖菜單選擇使用軟件時操作界面上所顯示的內容，對一些工具欄和窗口進行控制。4、繪制（Place）菜單繪制菜單提供在電路工作窗口中放置元件、連接點、總線和文字等命令，從

17、而輸入電路。5、MCU（微控制器）菜單MCU菜單提供在電路工作窗口內MCU的調試操作命令。6、仿真（Simulate）菜單仿真菜單提供了電路的仿真設置與分析操作命令。7、轉移（Transfer）菜單轉移菜單提供了將Multisim格式轉換成其他EDA軟件需要的文件格式操作命令。8、工具（Tools）菜單工具菜單主要提供對元器件進行編輯與管理的命令。9、報告（Reports）菜單報告菜單提供材料清單、元器件和網表等報告命令。10、選項（Option）菜單選項菜單提供對電路界面和某些功能的設置命令。11、窗口（Windows）菜單窗口菜單提供對窗口的關閉、層疊、平鋪等操作命令。12、幫助（Help

18、）菜單幫助菜單提供了對Multisim的在線幫助和使用指導說明等操作命令。 對于菜單欄中這12個菜單項，當單擊其中任意一個菜單時，就會彈出對應菜單下所提供的子菜單命令窗口，大家根據需要選擇相應的操作命令。具體的大家可以通過練習來熟悉這些子菜單命令。1.2.4 Multisim 12的工具欄Multisim 12提供了多種工具欄，并以層次化的模式加以管理，用戶可以通過視圖（View）菜單中的選項方便地將頂層的工具欄打開或關閉，再通過頂層工具欄中的按鈕來管理和控制下層的工具欄。通過工具欄，用戶可以方便直接地使用軟件的各項功能。常用的工具欄有：標準（Standard）工具欄、主（Main）工具欄、視

19、圖查看（Zoom）工具欄，仿真（Simulation）工具欄。1、標準工具欄包含了常見的文件操作和編輯操作，如下圖 14所示：圖 14 標準工具欄2、主工具欄控制文件、數據、元件等的顯示操作，如下圖 15所示：圖 15 主工具欄 3、仿真工具欄可以控制電路仿真的開始、結束和暫停，如下圖 16所示：圖 16 仿真工具欄4、視圖查看工具欄，用戶可以通過此欄方便地調整所編輯電路的視圖大小，如下圖 17所示：圖 17 視圖工具欄1.2.5 Multisim 12的元件庫EDA軟件所能提供的元器件的多少以及元器件模型的準確性都直接決定了該EDA軟件的質量和易用性。Multisim 12為用戶提供了豐富的

20、元器件，并以開放的形式管理元器件，使得用戶能夠自己添加所需要的元器件。Multisim 12以庫的形式管理元器件，通過菜單欄下的工具/ 數據庫/數據庫管理器，打開數據庫管理器窗口，如圖 18所示。由圖 18中看出，Multisim 12的元件包含三個數據庫，分別為主數據庫、企業數據庫和用戶數據庫。圖 18 數據庫管理器窗口主數據庫：庫中存放的是軟件為用戶提供的元器件。企業數據庫：用于存放便于企業團隊設計的一些特定元件，該庫僅在專業版中存在。用戶數據庫：是為用戶自建元器件準備的數據庫。主數據庫中包含20個元件庫，它們是：信號源庫、基本元件庫、二極管元件庫、晶體管元件庫、模擬元件庫、TTL元件庫、

21、CMOS元件庫、MCU模塊元件庫、高級外圍元件庫、雜合類數字元件庫、混合元件庫、顯示器件庫、功率器件庫、雜合類器件庫、射頻元件庫、機電類元件庫、梯形圖設計元件庫、PLD邏輯器件庫、連接器元件庫、NI元件庫。各元件庫下還包含子庫。具體選用時可打開菜單欄中的工具欄/元器件工具欄進行選擇。如圖 19所示。圖 19 元器件工具欄1.2.6 Multisim 12的虛擬儀器庫對電路進行仿真運行，通過對運行結果的分析，判斷設計是否正確合理，是EDA軟件的一項主要功能。為此，Multisim為用戶提供了類型豐富的20種虛擬儀器，可以從工具欄/儀器打開儀器工具欄，如下圖 110所示。圖 110 儀器工具欄 這

22、20種儀器儀表在電子線路的分析中經常會用到。它們分別是：數字萬用表、函數發生器、瓦特表、雙通道示波器、4通道示波器、波特測試儀、頻率計、字信號發生器、邏輯變換器、邏輯分析儀、伏安特性分析儀、失真分析儀、頻譜分析儀、網絡分析儀、安捷倫函數發生器、安捷倫萬用表、安捷倫示波器、Tektronix示波器、探針和LabVIEW儀器。這些虛擬儀器儀表的參數設置、使用方法和外觀設計與實驗室中的真實儀器基本一致。在選用后，各種虛擬儀表都以面板的方式顯示在電路中。1.3 Multisim 12的使用方法與實例Multisim的基礎是正向仿真，為用戶提供了一個軟件平臺，允許用戶在進行硬件實現以前，對電路進行觀測和

23、分析。具體的過程分為五步：文件的創建、取用元器件、連接電路、儀器儀表的選用與連接、電路分析。為了幫助初學者輕松容易的掌握使用Multisim 12的使用要領，這節將結合一個電路實例的具體實現過程來說明Multisim設計電路和分析中的使用方法。例題：利用Multisim軟件對下圖 111電路進行仿真分析R2兩端的電壓輸出。圖 111 電路圖1、文件的創建啟動Multisim 12，進入主界面窗口，選擇菜單欄中的保存命令后，會彈出“保存”的窗口，選擇合適的保存路徑和輸入所需的文件名“Example1”，然后點擊保存按鈕，完成新文件的創建，如圖 112。圖 112 新建文件“Example1”這里

24、需要說明的是：（1）文件的名字要能體現電路的功能，要讓自己一年后看到該文件名就能一下子想起該文件實現了什么功能。（2）在電路圖的編輯和仿真過程中，要養成隨時保存文件的習慣。以免由于沒有及時保存而導致文件的丟失或損壞。為了適應不同的需求和用戶習慣，用戶可以用菜單：“選項®電路圖屬性”打開電路圖屬性對話窗口，來定制用戶的通用環境變量，如圖 113所示。圖 113 電路圖屬性對話窗口通過該窗口的6個標簽選項，用戶可以就編輯界面顏色、電路尺寸、縮放比例、自動存儲時間等內容作相應的設置。以標簽工作區為例，當選中該標簽時，電路圖屬性對話框如圖 114所示：圖 114 電路圖屬性的工作區標簽在這個

25、對話窗口中有2個分項：Ø 顯示：可以設置是否顯示網格，頁邊界以及邊界。Ø 電路圖頁面大小：設置電路圖頁面大小。其余的標簽選項在此不再詳述，請大家自己打開查看。2、取用元器件在繪制電路圖之前，需要先熟悉一下元件欄和儀器欄的內容，看看Multisim 12都提供了哪些電路元件和儀器。具體的可參見前面所涉及內容或其他參考資料。根據所要分析電路，涉及到的元器件主要有電源、電阻和可變電阻。下面將以選用電源為例來詳細說明選取及放置方法。（1）元器件的選?。哼x取電源選用元器件的方法有兩種：從工具欄取用或從菜單取用。Ø 從工具欄取用：打開元器件工具欄的小窗口。鼠標在元器件工具欄窗

26、口中每個按鈕上停留時，會有按鈕名稱提示出現。然后直接從元器件工具欄中點擊“放置源”按鈕，打開圖 115選擇元器件的窗口。Ø 從菜單取用：從菜單中選擇：繪圖®元器件，就可打開選擇元器件的窗口。該窗口與圖 115一樣。圖 115 選用元器件窗口在選擇一個元器件的窗口中，數據庫的下拉框中選擇“主數據庫”，組的下拉框中選擇“Sources”，然后，系列中選擇“POWER_SOURCES”，最后元器件選擇“DC_POWER”，符號框中就出現相應的直流電源的符號。如圖 115所示。最后點擊“確認”按鈕。（2）放置元器件上步點擊確認按鈕后，系統關閉元器件選去窗口，自動回到電路設計窗口，注

27、意這時候跟隨著鼠標的箭頭旁邊出現了直流電源的電路符號，隨著鼠標的移動而移動。移動到需要位置，單擊鼠標左鍵，就發現電路設計窗口就放置了一個直流電源。如需繼續放置第二個、第三個可以反復單擊鼠標左鍵就可放置多個直流電源，一直到不需要時，單擊鼠標右鍵，就退出了放置直流電源的狀態。如圖 116所示。圖 116 放置一個直流電源（3）元器件屬性修改我們看到，放置的電源符號顯示的是12V。我們的需要可能不是12V，而是10V。那怎么來修改呢？雙擊該電源符號，出現如圖 117所示的屬性對話框，在該對話框里，可以更改該元件的屬性。圖 117 電源屬性修改窗口在這里，我們將電壓改為10V。當然我們也可以更改元件的其他屬性。修改后的電路圖編輯窗口如圖 118。圖 118 電源屬性修改后的電路圖（4）元器件的移動和翻轉用戶就可以對元器件進行移動、復制、粘貼等編輯工作。這些工作與Window說下其他軟件操作方法一致，這里就不再詳細敘述。放置好所需電源后，按照上述步驟，放置兩個1.0K電阻和一個。放置電阻時，元器件選擇的對話窗口相應的參數選擇：Ø “數據庫”選項，選擇“主數據庫”。Ø “組”選項里選擇“Basic”。Ø “系列”選項里電阻選擇“RESISTOR”，可變電阻選擇“POTE