隨著計算機技術(shù)的發(fā)展， 電子電路的設(shè)計與分析方法發(fā)生了重大變革， 可以通過計算機輔助分析和仿真技術(shù)來完成。EDA 技術(shù)是在電子CAD 技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的通用軟件系統(tǒng)， 是指以計算機為工作平臺， 融合了應(yīng)用電子技術(shù)、計算機技術(shù)、信息處理及智能化技術(shù)的最新成果， 進行電子產(chǎn)品的自動設(shè)計。

　　Multisim 是一個專門用于電路設(shè)計與仿真的EDA工具軟件。Multisim起源于20世紀80年代加拿大Interact ive Image Techno log ies公司推出的電子仿真軟件EWB5 0( E lectrONicsW orkbench )。它以界面形象直觀、操作方便、分析功能強大、易學易用等突出優(yōu)點， 在20世紀90年代得到迅速推廣， 受到電子行業(yè)技術(shù)人員的青睞?？缛?1世紀， IIT公司在保留原版本的優(yōu)點基礎(chǔ)上， 增加了更多功能和內(nèi)容， 特別是改進了EWB5 0軟件虛擬儀器調(diào)用有數(shù)量限制的缺陷。

　　推出EWB6 0版本， 并取名MultiS IM， 也就是Multisim2001版本 。與其他EDA 工具軟件相比， Multisim提供了一個更大的元件數(shù)據(jù)庫， 可以使用Multisim 交互式地搭建電路原理圖， 對模擬、數(shù)字、模擬/數(shù)字混合電路進仿真。Mu ltisim 提煉了SPICE 仿真的復雜內(nèi)容， 無需懂得深入的Spice技術(shù)就可以很快地進行仿真和分析新的設(shè)計， 這也使其更適合電子專業(yè)教學。通過Mu ltisim和虛擬儀器技術(shù)， PCB 設(shè)計工程師和電子學教育工作者可以完成從理論到原理圖的繪制與仿真， 再到原型設(shè)計和測試這樣一個完整的綜合設(shè)計流程。

　　1  時序邏輯電路設(shè)計與仿真

　　在數(shù)字電路中有多種編碼， 其中格雷碼每次狀態(tài)更新僅有一位代碼變化， 電路采用格雷碼的優(yōu)點是可以從編碼形式上杜絕瞬間狀態(tài)的模糊現(xiàn)象， 從而避免某些邏輯差錯。它是比較常用的可靠性編碼， 主要用于將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。

　　時序邏輯電路設(shè)計是數(shù)字電子技術(shù)課程中的重要部分， 以時序邏輯電路格雷碼計數(shù)器的設(shè)計為例， 設(shè)計一個有觸發(fā)器組成的3 位格雷碼同步加法計數(shù)器。

　　第一步， 根據(jù)設(shè)計要求編制格雷碼計數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖， 如圖1所示。

圖1  格雷碼計數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖

　　采用同步工作方式， 只需一個公共CP信號， 選擇JK 觸發(fā)器， 其輸入端較多， 設(shè)計簡單靈活。

　　第二步， 作次態(tài)轉(zhuǎn)換表， 如表1所示。

表1  次態(tài)轉(zhuǎn)換表

　　第三步求各觸發(fā)器的驅(qū)動方程。

　　列出JK 觸發(fā)器的驅(qū)動表如表2所示。

表2  JK 觸發(fā)器的驅(qū)動表

　　根據(jù)次態(tài)轉(zhuǎn)換表和JK 觸發(fā)器的驅(qū)動表， 得到各觸發(fā)器的驅(qū)動方程：

　　依據(jù)以上分析， 在Multisim軟件中設(shè)計完成3位格雷碼同步加法計數(shù)器， 完成的電路如圖2所示。利用Mu ltisim 軟件的電路仿真功能來驗證設(shè)計電路的正確性， 在仿真中還可以將J 0 的驅(qū)動分別用同或門和異或門加反相器來實現(xiàn)。

圖2  3位格雷碼同步加法計數(shù)器

　　圖3所示為計數(shù)器仿真輸出波形。

圖3  計數(shù)器仿真輸出波形

　　在Multisim軟件的虛擬儀器欄中， 還有著名廠商電子測量的常用儀器4臺。其中， 有Ag ilent33120A 型函數(shù)發(fā)生器， Agilent34410A 型數(shù)字萬用表、Ag ilent54622D型數(shù)字示波器和泰克TektronixTDS2024型數(shù)字示波器。這4臺虛擬儀器的面板上各按鈕、旋鈕和輸入、輸出端口等與實物面板一樣， 在計算機上操作這些儀器就像在實驗室操作真實儀器一樣， 并且不用擔心損壞。為今后使用真實儀器打好基礎(chǔ)， 實現(xiàn)了%軟件即儀器&。在仿真中調(diào)用Ag ilent54622D型數(shù)字示波器，該示波器是具有兩個模擬輸入通道、16個邏輯輸入通道、帶寬為100MH z的高端示波器。將示波器的邏輯輸入通道D 1、D2、D3 分別與圖3中的Q0、Q1、Q2 連接， D7 與CP連接， 操作示波器上的旋鈕， 測量計數(shù)器的輸出波形。圖4所示為示波器測量仿真輸出波形。

圖4  示波器測量仿真輸出波形

　　2  結(jié)束語

　　在時序邏輯電路設(shè)計中應(yīng)用Multisim軟件進行仿真分析， 在編輯電路、調(diào)整元件參數(shù)時十分方便， 它可以進行各種電子電路的設(shè)計與仿真， 并且仿真精度高。給電路設(shè)計測試帶來方便， 使電子線路的設(shè)計、性能參數(shù)的仿真等繁瑣的任務(wù)變得輕而易舉。