Multisim12.0的仿真环境探究

1.工作界面

1）Multisim 12.0的主窗口界面

Multisim 12.0的工作界面如图1.5所示。

图1.5　Multisim 12.0的工作界面

Multisim 12.0界面由菜单栏、元器件工具栏、虚拟工具栏、仿真工作区等组成。Multisim12.0界面中的元器件工具栏、虚拟工具栏及其他工具栏均可在相应的菜单下找到，增加工具栏可方便用户的操作。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。

2）菜单栏

Multisim 12.0有12个主菜单，如图1.6所示，位于界面的上方。菜单中提供了本软件大多数的功能命令。

图1.6　Multisim 12.0的菜单栏

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软件专用的菜单，如Place、Simulate、Transfer及Tool等。

（1）File菜单。File（文件）菜单提供19个文件操作命令，如打开、保存和打印等，File菜单中的部分命令及功能如下。

①New：建立一个新文件。

②Open：打开一个已存在的*.msm12、*.msm9、*.msm8、*.msm7、*.ewb或*.utsch等格式的文件。

③Close：关闭当前电路工作区内的文件。

④Close All：关闭电路工作区内的所有文件。

⑤Save：将电路工作区内的文件以*.msm12的格式存盘。

⑥Save As：将电路工作区内的文件另存为一个文件，仍为*.msm12格式。

⑦Save All：将电路工作区内所有的文件以*.msm12的格式存盘。

⑧Open Project：打开原有的项目。

⑨Save Project：保存当前的项目。

⑩Close Project：关闭当前的项目。

⑪Version Control：版本控制。

⑫Print：打印电路工作区内的电原理图。

⑬Print Preview：打印预览。

⑭Print Options：包括Print Setup（打印设置）和Print Instruments（打印电路工作区内的仪表）命令。

⑮Recent Designs：选择打开最近打开过的文件。

⑯Recent Projects：选择打开最近打开过的项目。

⑰Exit：退出。

（2）Edit菜单。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。

①Undo：取消前一次操作。

②Redo：恢复前一次操作。

③Cut：剪切所选择的元器件，放在剪贴板中。

④Copy：将所选择的元器件复制到剪贴板中。

⑤Paste：将剪贴板中的元器件粘贴到指定的位置。

⑥Delete：删除所选择的元器件。

⑦Select All：选择电路中所有的元器件、导线和仪器仪表。

⑧Delete Multi-Page：删除多页面。

⑨Paste As Subcircuit：将剪贴板中的子电路粘贴到指定的位置。

⑩Find：查找电原理图中的元件。

⑪Graphic Annotation：图形注释。

⑫Orientation：旋转方向选择，包括Flip Horizontal（将所选择的元器件水平翻转）、Flip Vertical（将所选择的元器件垂直翻转）、90 Clockwise（将所选择的元器件顺时针旋转90°）、90 CounterCW（将所选择的元器件逆时针旋转90°）。

⑬Title Block Position：工程图明细表位置。

⑭Edit Symbol/Title Block：编辑符号/工程明细表。

⑮Font：字体设置。

⑯Comment：注释。

⑰Forms/Questions：格式/问题。

⑱Properties：属性编辑。

（3）View菜单。通过View菜单可以决定使用软件时的视图，用于控制仿真界面上显示内容的操作命令。

①Full Screen：全屏。

②Zoom In：放大电原理图。

③Zoom Out：缩小电原理图。

④Zoom Selection：放大选择。

⑤Show Grid：显示或关闭栅格。

⑥Show Border：显示或关闭边界。

⑦Show Page Border：显示或关闭页边界。

⑧Ruler Bars：显示或关闭标尺栏。

⑨StatusBar：显示或关闭状态栏。

⑩Design Toolbox：显示或关闭设计工具箱。

⑪Circuit Description Box：显示或关闭电路描述工具箱。

⑫ToolBar：显示或关闭工具箱。

⑬Show Comment/Probe：显示或关闭注释/标注。

⑭Grapher：显示或关闭图形编辑器。

（4）Place菜单。Place菜单中包括放置元件、连接点、总线和文字等17个命令，可以在电路工作窗口内输入电路图。

①Component：放置元件。

②Junction：放置节点。

③Wire：放置导线。

④Bus：放置总线。

⑤Connectors：放置输入/输出端口连接器。

⑥New Hierarchical Block：放置层次模块。

⑦Replace Hierarchical Block：替换层次模块。

⑧Hierarchical Block form File：来自文件的层次模块。

⑨New Subcircuit：创建子电路。

⑩Replace by Subcircuit：子电路替换。

⑪Multi-Page：设置多页。

⑫Merge Bus：合并总线。

⑬Bus Vector Connect：总线矢量连接。

⑭Comment：注释。

⑮Text：放置文字。

⑯Grapher：放置图形。

⑰Title Block：放置工程标题栏。

（5）MCU菜单。MCU（微控制器）菜单提供在电路工作窗口内MCU的调试操作命令，MCU菜单中的命令及功能如下。

①No MCU Component Found：没有创建MCU器件。

②Debug View Format：调试格式。

③Show Line Numbers：显示线路数目。

④Pause：暂停。

⑤Step into：进入。

⑥Step over：跨过。

⑦Step out：离开。

⑧Run to cursor：运行到指针。

⑨Toggle breakpoint：设置断点。

⑩Remove all breakpoint：移出所有的断点。

（6）Simulate菜单。Simulate菜单提供18个电路仿真设置与操作命令。

①Run：开始仿真。

②Pause：暂停仿真。

③Stop：停止仿真。

④Instruments：选择仪器仪表。

⑤Interactive Simulation Settings...：交互式仿真设置。

⑥Digital Simulation Settings...：数字仿真设置。

⑦Analyses：选择仿真分析法。

⑧Simulation Error Log/Audit Trail：仿真误差记录/查询索引。

⑨XSpice Command Line Interface：XSpice命令界面。

⑩Load Simulation Setting：导入仿真设置。

⑪Save Simulation Setting：保存仿真设置。

⑫Auto Fault Option：自动故障选择。

⑬VHDL Simlation：VHDL仿真。

⑭Dynamic Probe Properties：动态探针属性。

（7）Transfer菜单。Transfer菜单提供的命令可以完成Multisim对其他EDA软件需要的文件格式的输出。

①Transfer to Ultiboard 12：将电路图传送给 Ultiboard 12.0。

②Transfer to Ultiboard 9 or earlier：将电路图传送给 Ultiboard 9.0或其他早期版本。

③Export to PCB Layout：输出 PCB 设计图。

④Forward Annotate to Ultiboard 12：创建Ultiboard 12.0注释文件。

⑤Forward Annotate to Ultiboard 9 or earlier：创建Ultiboard 9.0或其他早期版本注释文件。

⑥Backannotate from Ultiboard：修改Ultiboard注释文件。

⑦Highlight Selection in Ultiboard：加亮所选择的Ultiboard。

⑧Export Netlist：输出网表。

（8）Tools菜单。Tools菜单主要针对元器件的编辑与管理的命令。

①Component Wizard：元器件编辑器。

②Database：数据库。

③Variant Manager：变量管理器。

④Set Active Variant：设置动态变量。

⑤Circuit Wizards：电路编辑器。

⑥Rename/Renumber Components：元器件重新命名/编号。

⑦Replace Components...：元器件替换。

⑧Update Circuit Components...：更新电路元器件。

⑨Update HB/SC Symbols：更新HB/SC符号

⑩Electrical Rules Check：电气规则检验。(www.xing528.com)

⑪Clear ERC Markers：清除ERC标志。

⑫Toggle NC Marker：设置NC标志。

⑬Symbol Editor...：符号编辑器。

⑭Title Block Editor...：工程图明细表比较器。

⑮Description Box Editor...：描述箱比较器。

⑯Edit Labels...：编辑标签。

⑰Capture Screen Area：抓图范围。

（9）Reports菜单。Reports（报告）菜单提供材料清单等6个报告命令，Reports菜单中的命令及功能如下。

①Bill of Report：材料清单。

②Component Detail Report：元器件详细报告。

③Netlist Report：网络表报告。

④Cross Reference Report：参照表报告。

⑤Schematic Statistics：统计报告。

⑥Spare Gates Report：剩余门电路报告。

（10）Options菜单。通过Option菜单可以对软件的运行环境进行定制和设置。

①Global Preferences...：全部参数设置。

②Sheet Properties：工作台界面设置。

③Customize User Interface...：用户界面设置。

（11）Window菜单。Window（窗口）菜单提供9个窗口操作命令，Window菜单中的命令及功能如下。

①New Window：建立新窗口。

②Close：关闭窗口。

③Close All：关闭所有窗口。

④Cascade：窗口层叠。

⑤Tile Horizontal：窗口水平平铺。

⑥Tile Vertical：窗口垂直平铺。

⑦Windows...：窗口选择。

（12）Help菜单。Help（帮助）菜单为用户提供在线帮助和辅助说明，Help菜单中的命令及功能如下。

①Multisim Help：主题目录。

②Components Reference：元件索引。

③Release Notes：版本注释。

④Check For Updates...：更新校验。

⑤File Information...：文件信息。

⑥Patents...：专利权。

⑦About Multisim：有关Multisim的说明。

3）工具栏

Multisim 12提供了多种工具栏，并以层次化的模式加以管理，用户可以通过View菜单中的选项方便地将顶层的工具栏打开或关闭，再通过顶层工具栏中的按钮来管理和控制下层的工具栏。通过工具栏，可给电路的创建和仿真带来许多方便。Multisim 12.0常用的工具栏有Standard工具栏、Component工具栏、Instruments工具栏、Simulation工具栏等。

（1）Standard工具栏：包含了常见的文件操作和编辑操作，如图1.7所示。

图1.7　Standard工具栏

（2）Component工具栏：每一个按钮都对应一类元器件，其分类方式和Multisim 12.0元器件数据库中的分类相对应，通过按钮上图标就可大致清楚该类元器件的类型。具体的内容可以从Multisim 12.0的在线文档中获取，如图1.8所示。

图1.8　Component工具栏

（3）Instruments工具栏：集中了Multisim 12.0为用户提供的所有虚拟仪器仪表，用户可以通过按钮选择自己需要的仪器对电路进行观测，如图1.9所示。

（4）Simulation工具栏：可以控制电路仿真的开始、结束和暂停，如图1.10所示。

图1.9　Instruments工具栏

图1.10　Simulation工具栏

2.创建电路

1）创建DIN格式电路

Multisim 12.0提供ANSI（American National Standards Institute，美国国家标准研究所）和DIN（Deutsches Institut fur Normung，德国标准化学会）两种图形符号格式供选择，默认格式为ANSI。通过设置可选择DIN格式。

选择“Options→/Global Preferences”命令，弹出“Global Preferences”对话框，如图1.11所示。

图1.11　“Global Preferences”对话框

2）选用元器件

选用元器件时，首先在元器件工具栏中单击包含该元器件的图标，打开该元器件库窗口。然后从选中的元器件库窗口中（图1.12），单击将该元器件，然后单击“OK”按钮，然后用鼠标拖动该元器件到电路工作区的适当位置即可。

把元器件放置到电路编辑窗口中后，用户就可以进行移动、复制、粘贴等编辑工作了。常用的元器件编辑功能有顺时针旋转90°、逆时针旋转90°水平翻转、垂直翻转、元件属性等，执行相应命令后的图像如图1.13所示。这些操作可以通过在菜单栏Edit菜单下选择相应的命令进行，也可以应用快捷键进行快捷操作。

图1.12　选取LED元器件

图1.13　编辑元器件

3）元器件标签、编号、数值、模型参数的设置

在选中元器件后，双击该元器件，或者选择“Edit→Properties”命令，会弹出相关的对话框，可在弹出的相关对话框中输入数据。元器件特性对话框具有多种选项可供设置，包括Label（标识）、Display（显示）、Value（数值）、Fault（故障设置）、Pins（引脚端）、Variant（变量）等选项卡。“Potentiometer”对话框如图1.14所示。

4）将元器件连接成电路

在将电路需要的元器件放置在电路编辑窗口后，用鼠标就可以方便地将元器件连接起来。方法是，单击连线的起点并拖动鼠标至连线的终点。在Multisim 12.0中连线的起点和终点不能悬空。

以二极管限幅电路为例，在电路工作区，使用鼠标将元器件的一个端子连至其他的元器件上，如图1.15所示。

图1.14　“Potentiometer”对话框

图1.15　连接电路

5）文件存盘

单击标准工具栏中的存盘按钮图标，弹出“Save As”对话框，如图1.16所示。将绘制的仿真电路存入指定的文件夹中，并设置文件名，如文件名为二极管限幅电路。

图1.16　保存文件

3.Multisim12.0虚拟仪器仪表的使用

Multisim 12.0的虚拟仪器仪表，大多与真实仪器仪表相对应，虚拟仪器仪表面板与真实仪器仪表面板相类似，有数字万用表、函数信号发生器、双通道示波器等常规电子仪器，还有波特图仪、失真度仪、频谱分析仪等非常规仪器。用户可根据需要测量的参数选择合适的仪器，将其拖到电路窗口，并与电路连接。在仿真运行时，就可以完成对电路参数量的测量。由于仿真仪器的功能是软件化的，所以具有测量数值精确、价格低廉、使用灵活方便的优点。这里，我们只介绍模拟电路和数字电路仿真中常用的部分仪器仪表。

1）电压表（Voltmeter）

电压表图标如图1.17所示。电压表的两个接线端有4种连接方式可供选择。

电压表用于测量电路两点间的交流或直流电压，它的两个接线端与被测量的电路并联连接，当测量直流电压时，电压表两个接线端有正负之分，使用时按电路的正负极性对应相接，否则读数将为负值。当测量直流电压时显示数值为平均值，当测量交流电压时显示数值为有效值。

双击电压表图标，弹出“Voltemeter”对话框（图1.18），在此对话框中可以设置电压表内阻、电压表模式（测量直流电压、测量交流电压）等属性。

图1.17　电压表

图1.18　电压表参数设置

2）电流表（Ammeter）

电流表图标如图1.19所示。电流表的两个接线端有4种连接方式可供选择，其必须与被测电流串联。

电流表用于测量电路的交流或直流电流，它有两个接线端，当测量直流电流时，电流表两个接线端有正负之分，使用时按电路的正负极性对应相接，否则读数将为负值。使用时电流表应与被测量的电路串联连接，测量直流电流时显示数值为平均值，测量交流电流时显示数值为有效值。

双击电流表图标，弹出“Ammeter”对话框（图1.20），在此对话框中可以设置电流表内阻、电流表模式（测量直流电流、测量交流电流）等属性。

3）数字万用表（Multimeter）

数字万用表的操作与实际的万用表相似，是一种可以用来测量交直流电压V、交直流电流A、电阻Ω及电路中两点之间的分贝损耗db，且可自动调整量程的数字显示的万用表。万用表有正极和负极两个引线端。单击数字万用表面板上的“Settings”按钮，弹出“Multimete Settings”对话框，在此对话框中可以设置数字万用表的电流表内阻、电压表内阻、欧姆表电流及测量范围等参数，如图1.21所示。

图1.19　电流表

图1.20　电流表参数设置

图1.21　数字万用表

4）函数信号发生器（Function Generator）

Multisim 12.0提供的函数信号发生器（图1.22）可以产生正弦波、三角波和矩形波，信号频率可在1Hz～999MHz范围内调整。信号的幅值及占空比等参数也可以根据需要进行调节。函数信号发生器有3个引线端口：负极、正极和公共COM端。通常COM端连接电路的参考地点，“+”为正波形端，“-”为负波形端，可同时输出两个相位相反的信号（相对COM端）。

5）双通道示波器（Oscilloscope）

Multisim 12.0提供的双通道示波器（图1.23）与实际的示波器外观和基本操作基本相同，该示波器可以观察一路或两路信号波形的形状，分析被测周期信号的幅值和频率，时间基准可在纳秒至秒范围内调节。示波器图标有4个连接点：A通道输入、B通道输入、外触发端T和接地端G。

图1.22　函数信号发生器

图1.23　双通道示波器

示波器的控制面板分为以下4个部分。

（1）Timebase（时间基准）。

①Scale（量程）：设置显示波形时的X轴时间基准。

②X position（X轴位置）：设置X轴的起始位置。

③显示方式设置有4种：Y/T方式指的是X轴显示时间，Y轴显示电压值；Add方式指的是X轴显示时间，Y轴显示A通道和B通道电压之和；A/B或B/A方式指的是X轴和Y轴都显示电压值。

（2）Channel A（通道A）。

①Scale（量程）：通道A的Y轴电压刻度设置。

②Y position（Y轴位置）：设置Y轴的起始点位置，起始点为0表明Y轴和X轴重合，起始点为正值表明Y轴原点位置向上移，否则向下移。

③触发耦合方式：AC（交流耦合）、0（0耦合）或DC（直流耦合）。交流耦合只显示交流分量；直流耦合显示直流和交流之和；0耦合，表示将输入信号对地短路，在Y轴设置的原点处显示一条直线。

（3）Channel B（通道B）。通道B的Y轴量程、起始点、耦合方式等内容的设置与通道A相同。

（4）Tigger（触发）。触发方式主要用来设置X轴的触发信号、触发电平及边沿等。

①Edge（边沿）：设置被测信号开始的边沿，设置先显示上升沿或下降沿。

②Level（电平）：设置触发信号的电平，使触发信号在某一电平时启动扫描。

③触发信号选择：Auto（自动）、通道A和通道B，表明用相应的通道信号作为触发信号；ext为外触发，Sing为单脉冲触发，Nor为一般脉冲触发。

4.四通道示波器（Four channel oscilloscope）

四通道示波器是Multisim中新增的一种仪器，它也是一种可以用来显示电信号波形的形状、幅度、频率等参数的仪器，其使用方法与两通道示波器相似，但存在以下不同点。

（1）将信号出入通道由A、B两个通道增加到A、B、C、D 4个通道。

（2）在设置各个通道Y轴输入信号的标度时，通过单击图1.24中的通道选择按钮来选择要设置的通道。

（3）按钮A+B相当于两通道信号中的Add按钮，即X轴按设置时间进行扫描，而Y轴方向显示A、B通道的输入信号之和，如图1.25所示。

图1.24　通道选择按钮

图1.25　四通道示波器