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5. 使用PLD圖解簡化數(shù)字電路的教學(xué)
通過對復(fù)雜的VHDL語言進行提取概括,使得硬件實現(xiàn)更加容易,從而使學(xué)生融入數(shù)字電子電路的學(xué)習(xí),同時通過動手實踐鞏 固理論學(xué)習(xí)。使用Multisim,學(xué)生可以捕捉并仿真可編程邏輯設(shè)備(PLD)圖解中的數(shù)字電路,生成原始VHDL語言。應(yīng)用這個VDHL文件到現(xiàn)場可 編程門陣列(FPGA)硬件中,例如NI數(shù)字電子FPGA板,從而簡化通過仿真學(xué)習(xí)到的理論與真實實現(xiàn)的過渡。

Figure 5. Needs Caption
部件庫包含超過14,000個部件,可以滿足理論教學(xué)的需要。這些部件及特有部件被清楚地組織聯(lián)系起來,查找方便。 Multisim包含一些常用部件,包括領(lǐng)先制造商如Analog Device、Linear Technologies、Microchip、National Semiconductor以及Texas Instruments使用的符號、模型以及IPC標準連接盤圖形,因而可以向?qū)W生介紹工業(yè)中使用的部件。
Multisim包含的特有部件列述如下:
· 交互式部件如仿真運行時可以操作的開關(guān)和電位計。
· 動畫部件如可以按照仿真結(jié)果更改顯示的LED和7段顯示。
· 虛擬部件允許用戶設(shè)置任意參數(shù),即便現(xiàn)實中并不存在使用該參數(shù)的部件。這對理論概念的演示特別有用。
· 額定部件在特定參數(shù)(比如功率或電流)超出額定值時會“熔斷”,從而強化學(xué)生的學(xué)習(xí)。
· 3D 部件使用看起來十分真實的圖片替代傳統(tǒng)的圖解符號,這有助于學(xué)生在引論部分迅速理解圖解和實際電路設(shè)計的差別。
Figure 6. Needs Caption
7. 為教員設(shè)計的強大教學(xué)功能
Multisim圍繞教員的需要而設(shè)計,其具有的教學(xué)特性簡化了電路理念和電子的教學(xué)。對Multisim用戶界面以及 現(xiàn)有的儀器和分析工具進行自定義設(shè)置,可以控制學(xué)生在電路中可以看見和使用的部分。這樣就給用戶提供了許多強大的教學(xué)功能以及可以控制的概念引入方式,從 而使軟件的復(fù)雜特性與學(xué)生的知識水平或課堂內(nèi)容相匹配。用戶還可以簡便地給電路文件加入描述和圖形,以便在實驗室或自學(xué)環(huán)境中進一步闡述各種概念。此外, 用戶還可以創(chuàng)建和發(fā)布可反復(fù)使用的仿真文件,每個文件都包含完整的SPICE參數(shù)設(shè)置,以確保學(xué)生在逐漸熟悉仿真后可以成功完成布置給他們的任務(wù)。電路限 制功能可以讓教師在講述故障排除技巧時設(shè)置隱藏故障;蛘撸i定并隱藏子電路以創(chuàng)建“黑盒求解”的問題。易于使用的電路規(guī)則檢查功能具有可視化錯誤標記和 “放大至錯誤點”的功能,有助于學(xué)生快速定位并更正接線錯誤,以免打擊學(xué)生的自信心,同時這樣也節(jié)約了寶貴的實驗時間。此外,測量探針現(xiàn)在可以放置在電路 的任何位置,從而使用動態(tài)電壓和電流值對圖解進行注釋。
Figure 7. Needs Caption
8. 3D模擬實驗板環(huán)境中的無風險原型
使用Multisim 3D模擬實驗板環(huán)境(NI ELVIS I和NI ELVIS II系列),學(xué)生可以方便找到硬件原型。在進入實驗室前,學(xué)生可以在3D模擬實驗板環(huán)境下建立自己的電路并進行試驗。

Figure 8. Needs Caption
9. 使用NI LabVIEW進行自定義設(shè)置
通過LabVIEW的圖形編程功能,Multisim能夠引入自定義的虛擬儀器,從而延伸現(xiàn)有產(chǎn)品的仿真和分析能力。 Multisim內(nèi)的LabVIEW虛擬儀器可以用于演示難以理解的或復(fù)雜的概念,比如相量或電梯控制。因此,需要時您可以使用LabVIEW工具創(chuàng)建或 編輯LabVIEW虛擬儀器來達到目的。
此外,Multisim和LabVIEW的還可以將仿真數(shù)據(jù)和測量數(shù)據(jù)的比較功能集成到工作平臺內(nèi)。這 樣,LabVIEW不僅可以從硬件收集測量數(shù)據(jù),還可以接收Multisim的仿真輸出數(shù)據(jù)。由于兩組數(shù)據(jù)處在同一個界面下,因此比較和關(guān)聯(lián)變得很簡單。 LabVIEW能夠分析出硬件原型是怎樣與仿真期望結(jié)果產(chǎn)生偏差的。
圖 9. LabVIEW儀器相量圖
Multisim不僅是世界上使用最廣泛的電子教學(xué)軟件,而且還是專業(yè)電子設(shè)計自動化(EDA)市場上很受歡迎的一款工具。它的許多功能超出了很多學(xué)生的需要,但可供高級設(shè)計課程、研究生工作或研究項目使用。 Multisim包含的專業(yè)功能包括:項目管理、強大總線支持、分級和多層設(shè)計、印刷電路板(PCB)布局的限制設(shè)計、功能強大的電子表格視圖、可自動生 成與用戶指定參數(shù)相匹配電路的電路向?qū)б约白兞恐С值。Multisim的專業(yè)功能可以很容易地處理更復(fù)雜的設(shè)計,從而使學(xué)生能應(yīng)對未來復(fù)雜工程的挑戰(zhàn)。
Figure 10. Needs Caption
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