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電路設計及仿真范文1
關鍵詞：Multisim；電路仿真設計；分析；研究
隨著國際電子工業和計算機技術的快速發展，電子產品發展和計算機實現了密切的關聯，電子產品智能化程度加深，電路的集成越來越高，產品的更新周期則是越來越短。電子設計自動化技術（EDA）能夠讓電子線路設計人員利用計算機獨立完成電路的性能分析、功能設計。Multisim作為重要的EDA軟件之一，在眾多線路中具有高互動性、電路仿真分析豐富、器件庫完全的特征。
1.1 Multisim電路設計
Multisim電路設計只需要在電路設計窗口內部放置設計好的虛擬電子元件和虛擬儀器就能完成，在連線和節點連接的虛擬器和儀器儀表測量接口處就能觀察到虛擬儀器表上的仿真波形及數據，具有簡單直觀的特點。以Multisim設計模擬電路中的基本單管放大電路為例，具體的設計步驟如下：第一，進入Multisim界面設計儀器和儀表，并在Basic元件箱中調出電阻，從工作界面的右邊調節出雙蹤示波器、數字萬用表等。第二，實現電路布線。將鼠標放置在元件管腳上或者儀器的重要接口上，當鼠標的指示提示為+之后，再將鼠標放置在另一個元件管腳處，實現二者之間的連接。第三，設置相關參數。利用鼠標雙擊已經被編輯好的元件，當彈出相應的對話框之后繼續設置有關元件參數信息。
1.2 Multisim的仿真分析
仿真分析三極管電壓的放大倍數。電壓放大倍數的仿真圖設計如圖1所示。假設信號源頭的XFGI幅度為100MV，頻率為1000Hz的正弦信號。打開相關的仿真開關，在輸出端的波形不失真的情況下，對Ui和Uo的值進行測試，并將測試結果放大一定的倍數，即Kv=Uo/Ui，具體如表1所示。根據表1可以發現，當三極管在放大電路元件的參數不發生變化時，電路電壓放大倍數不會發生變化。
圖1 電壓放大倍數測試電路圖
表1 波形不失真的輸入輸出電壓值
1.3 二階低通濾波器的仿真分析
仿真電路圖如圖2所示，為實際應用的50Hz低通濾波器電路參數。根據上述參數信息，可以計算出其截止頻率為fn=53HZ。在Multisim中調用Bode plotter，仿真電路的幅頻特性，得二階系統幅頻特性如圖3所示。觀察實驗結果發現仿真所得截止頻率為50Hz，和理論設計值（通過公式計算為53Hz）基本一致，證明仿真設計結果可以真實反映電路實際工作狀態，為電路設計提供便捷。
圖2 二階低通濾波器仿真電路圖
圖3 幅頻特性曲線圖
2基于Multisim的電路仿真設計中常見的及問題解決方法
2.1 常見的問題
在Multisim的電路仿真設計中常會出現一些問題，比如找不到仿真元件。導致這種問題主要是因為Multisim雖然是多種仿真元件構成的，但仍無法滿足所有用戶的使用要求，一旦出現缺失的問題就會對仿真運行產生影響，導致仿真運行的失敗。
2.2 常見問題的處理方式
第一，應用性能基本相似的元器件來代替相關元件，但是這種方式會在一定程度上影響元件應用的準確性。第二，利用EDA網站和FTZD進行聯系，從大量的元器件中來尋找并購買所需要器件的模型，并根據模型對引腳進行處理。第三，利用Multisim提供的元件編輯工具對現有的元件模型進行重新的編輯修改。第四，自己重新創建一個元件，利用SPICE語言加強對各種元件、電器等參數信息的熟悉。具體的設計過程一般包括五方面的信息，即元件的一般性材料、元件符號、元件模型、元件封裝、元件的電器參數。
2.3 仿真失敗的提示處理
關于仿真失敗的提示處理主要包括以下幾點內容：第一，沒有找到相關的節點錯誤。這種情況，設計者需要根據系統提示來對仿真原理圖進行處理，及時找出缺失節點的出處，從而及時糾正這種錯誤。第二，設計規則上的沖突。設計規則上的沖突主要是指設計者設計出來的仿真原理圖和之前預想好的不一致。這個時候需要根據仿真原理圖或者電氣規則進行相應的修改和處理。第三，一旦出現"No convergence in Ttransient analysis"時，可以對選項菜單中的Misce LLaneous options菜單進行分析，將其中的默認值由原來的10增加到15或者20。
3 結束語
綜上所述，Multisim軟件以其自身操作簡單、方便、功能強大的特點得到有關人員的應用。通過上文的電路設計實例分析可以發現，應用Multisim能夠建立各種設計電路，實現對各種電路的仿真分析，節省不必要的元器件安裝調試電路實踐，提升電路設計電子集成驅動器的總體效率。
參考文獻
[1]顏芳，宋焱翼，謝禮瑩，等.基于Multisim的電路原理課程仿真實驗設計[J].實驗技術與管理，2013，5：59-62.
[2]周圍，韓建，于波.基于Multisim和Authorware的數字電路仿真實驗平臺設計[J].實驗技術與管理，2015，4：119-122.
電路設計及仿真范文2
在《汽車綜合控制系統應用與調試》課程教學中，我們需要設計汽車大燈隨動仿真控制電路系統。若采用實際汽車上的車速傳感器、轉向角度傳感器、車身高度傳感器等實車部件，會帶來設計系統體積大、成本高，也不利于更好地培養學生的電路設計能力。因此，我們考慮自己設計上述傳感器信號產生電路。我們基于車速傳感器工作原理設計了車速信號產生電路；利用可調電阻器形成的分壓器獲得轉向角度和車身高度信號，雖然信號產生機理與轉向角度傳感器、車身高度傳感器不同，但在不影響大燈隨動調節的原則下，節約了設計時間和設計難度，特別是降低了數據處理難度、汽車大燈調節模型的設計難度，開發出了符合預定技術要求的整機系統。
2汽車大燈隨動大燈系統分析
汽車大燈隨動系統包括AFS前大燈隨動系統和ALS光軸自動調整系統。AFS前大燈隨動系統由電控單元、車速傳感器、轉向角度傳感器、氙光前大燈等組成。在夜間轉彎時，電控單元根據車速以及轉向盤轉向角度，輸出控制信號，自動調整氙光前大燈的照射中心，自動向彎道左側移動，確保彎道中的高能見度。ALS光軸自動調整系統由電控單元、車身高度傳感器、氙光前大燈等組成。在后排負載較重導致車身角度上揚時，ALS自動調整光軸傾角，避免光軸上揚對對面來車駕駛人員的視覺造成干擾。轉向角度傳感器一般采用光電式傳感器，用來檢測轉向軸的旋轉角位移量和旋轉方向。在轉向軸上，設有一個遮光盤，夾于遮光盤兩側的是兩組光電藕合組件，光電藕合組件安裝在轉向柱上。當轉向軸轉動時，遮光盤隨著轉動，遮光盤圓周上均勻地開有許多槽，遮光盤上轉動使光電耦合組件之間的光斷續地通斷，由此就可以檢測出旋轉角度。根據光斷續通斷的速度，可以檢測出轉向速度。此外，再根據兩組光電管產生脈沖信號的相位關系，可以檢測出轉向軸的旋轉方向。車身高度傳感器帶有連桿，能帶動傳感器軸轉動。傳感器軸上固定著一個開有許多窄槽的遮光圓盤。其工作原理與轉向角度傳感器基本相同。當車身高度發生變化時，遮光圓盤在傳感器軸帶動下轉動，在光電耦合組件輸出端輸出通斷信號。根據此通斷信號，懸架電子控制系統ECU計算出遮光圓盤轉動的角度和車身高度發生的變化。
3汽車大燈隨動系統仿真電路設計
3.1汽車大燈隨動系統仿真電路基本組成
汽車大燈隨動系統仿真電路由單片機控制系統、車速-轉向角-車身高度信號模擬電路、大燈調節驅動電路、大燈調節執行機構（核心是直流電機）及電源電路等組成，其電路框圖如圖1所示。
3.2具體功能電路分析
單片機控制系統由80C52單片機、12MHz時鐘電路及復位電路組成，通過調用控制程序對車速信號、A/D轉換電路送來的轉向角信號與車身高度信號進行處理，輸出大燈調節控制信號，控制水平調節直流電機、豎直調節直流電機的轉動方向和轉動角度。車速—轉向角—車身高度信號模擬電路。其中，LF0038是紅外光接收專用集成電路，其內有紅外光電二極管、放大器、限幅器、帶通濾波器、積分電路及比較器等電路。接收到紅外光信號經過LF0038處理后，得到矩形脈沖信號，并送到80C52的P1.3腳。圖中A代表帶圓孔的轉盤，B代表直流電機。直流電機調速電路，NE555的OUT腳輸出的PWM信號控制控制直流電機改變轉速。轉向角度信號和車身高度信號直接由兩個電位器Rw1、Rw2的滑動端取出，并送給A/D轉換器。A/D轉換電路由ADC0832組成。ADC0832與80C52的連接關系。來自Rw1、Rw2的表示轉向角度、車身高度的兩個電壓信號U1、U2送到ADC0832的CH0、CH1端。在80C52的控制下，ADC0832將U1、U2轉換為數據信號。大燈調節驅動電路主要由大燈燈光位置控制器集成電路TDA3629組成，如圖5所示。
4單片機控制系統控制程序設計
單片機控制系統控制程序采用C語言編寫而成，主要包括系統初始化程序、車速信號檢測程序、A/D轉換與數據儲存程序、大燈調節驅動程序等功能模塊。整機系統上電后，在系統控制程序控制下，單片機系統開始初始化；單片機控制檢測車速信號、A/D轉換器送來車身高度、轉向角度信號，按照大燈調節控制模型進行數據處理，最后輸出驅動信號驅動大燈內水平調節電機、豎直調節電機旋轉，從而達到調節大燈光軸方向的目的。
結語
電路設計及仿真范文3
在當前通信市場的帶動下，通信技術飛速向前發展，手持無線通信終端成為其中的熱門應用之一。因此，單片集成的射頻收發系統正受到越來越廣泛的關注。典型的射頻收發系統包括低噪聲放大器(LNA)、混頻器(Mixer)、濾波器、可變增益放大器，以及提供本振所需的頻率綜合器等單元模塊，對于工作在射頻環境的電路系統，如2.4G或5G的WLAN應用，系統中要包含射頻前端的小信號噪聲敏感電路、對基帶低頻大信號有高線性度要求的模塊、發射端大電流的PA模塊、鎖相環頻率綜合器中的數字塊，以及非線性特性的VCO等各具特點的電路。眾多的電路單元及其豐富的特點必然要求在這種系統的設計過程中有一個功能豐富且強大的設計平臺。在綜合比較后，本文選定了cadenceVirtuoso全定制IC設計工具。
Virtuoso是Cadence公司推出的用于模擬，數字混合電路仿真和射頻電路仿真的專業軟件?；诖似脚_，Cadence公司還開發了面向射頻設計的新技術，包括射頻提取技術、針對無線芯片設計的兩個新設計流程。不僅如此，目前的Virtuoso已經整合了來自合作伙伴安捷倫、Coware、Helic和Mathworks等公司的技術，射頻設計能力大為增強。使用該項新技術，可以減少設計反復，并縮短產品上市時間。其AMS工具可以實現自頂向下、數／模混合的電路設計；Composer工具可以方便地進行電路設計的輸入和管理；spectre/SpectreRF仿真器精度高，適合不同特點的電路設計；Layout工具包含了布局、交叉參考、布線、版圖驗證、參數提取等功能；此外，Virtuoso能進行可靠的后仿真和成品率控制。
基于Virtuoso的行為仿真和系統規劃
射頻收發系統的設計最終能否成功，以及模塊指標分配是否合理可行，都有賴于具體電路設計之前對系統的行為建模和計算，即所謂的行為仿真。這也是自頂向下設計模式的關鍵一步。Cadence內置的Verilog-A和VHDL仿真器，以及混合輸入模式的仿真方法提供了這種可能性。而且，Cadence軟件免費提供了大量的行為模型供選擇使用，對于射頻系統設計，所要做的就是調用并設定各個模塊預期的指標要求，通過仿真很快就能得到系統的行為特征。根據要求可以方便地修改各個模塊的指標重新仿真，直到系統的行為滿足要求為止。以接收機為例，接收系統。每個模塊的指標設定非常具體，如輸入輸出阻抗、增益、隔離度、噪聲系數NF、線性度IP3、直流偏移IP2等。仿真完成后，每個模塊的指標分配任務也同時完成。
每個模塊用具體電路實現后可以逐一取代相應的設計模塊，進行系統仿真，可以看出每個模塊是否滿足系統的需要，進而評估每個實際模塊對系統性能的影響。
基于Virtuoso Spectre/SpectreRF的電路模塊仿真設計
基于上述的行為仿真結果和指標分配結果，可以劃分系統模塊設計任務，對每個單元塊分別進行設計仿真。
LNA
LNA是射頻接收機最前端的一個有源部件，它決定了系統的噪聲性能。對它的要求主要是具有盡量低的NF和足夠的功率增益、好的輸入匹配，其次是高線性度和隔離度。其電路如圖3所示。利用Spectre的SP分析或SpectreRF的PSS+Pnoise分析都可以進行NF分析。還可以利用NFmin的結果來挑選晶體管的尺寸，以使最優源阻抗滿足最小的噪聲要求。
Mixer
混頻器是收發機的核心，由于完成的是變頻工作，其主要仿真方法需采用SpectreRF仿真器。混頻器的益、NF等與輸入輸出有關，但輸入和輸出工作在不同的頻段上，往往要在PSS分析的基礎上進行其它分析才能得到正確結果，如PSP、Pnoise、PAC等?；祛l器的結構是典型雙平衡吉爾伯特。
VGA
基帶VGA由于頻率低、增益大，因此對噪聲要求不高，主要是對線性度、增益等指標有較高的要求，SpectreRF的PSS掃描可以方便地對模塊的輸入進行掃描并自動對掃描曲線作延長，直接標示出線性度PldB和IIP3的交點位置及數值大小，非常方便直觀。這種方法與傳統的two tone測試相比更加靈活高效。VGA在不同增益狀態下的IIP3指標的仿真只需把控制寫成變量，在ADE環境中進行掃描變量的值即可完成。所得的結果可以方便地進行比較分析。通過調整可以獲得理想的VGA電路。甚至可以把ADE下的各種設置保存成ocean的腳本文件，利用腳本的自動運行，只要事先安排好各種仿真任務，Cadence就能自動完成各項仿真并保存數據結果。對數據進行比較分析后能獲悉電路的性能，以此為指導逐步改進，便可獲得一個滿足系統需要的電路模塊。
PLL模塊
PLL各模塊的仿真是一個比較有挑戰性的任務，PLL本身是一個數字／模擬混合的模塊，但是一般都用模擬的方式設計各個模塊。PLL的仿真包含了上百項指標的測試工作，這些仿真要用到幾乎所有Spectre和SpectreRF的仿真工具。以其中VCO和CP的仿真為例，VCO非線性的工作特點決定了它的噪聲計算不能以小信號的方式進行，采用PSS+Pnoise的方式則可以準確地仿真VCO的相位噪聲性能。通過掃描可以得到VCO的頻率調諧增益Kvcvcd。
電荷泵輸出電流特性是衡量CP性能的常用曲線，CP決定了PLL環路的增益和帶內噪聲性能。通過掃描也可以容易地得到CP在不同狀態下電流源的恒流和匹配特性。
以上所述是射頻接收機幾個典型單元模塊的電路設計仿真過程。系統各個單元塊的仿真是可以同時展開的，完成的模塊可以隨時代人行為系統來驗證設計結果。經過若干次反復修改與驗證，最終可以得到符合要求的接收系統。
溫度分析
要保證最終系統設計的可靠性和成品率，很關鍵的一步是在各個單元塊的設計中進行溫度、極端情況等分析。這些功能可以在CadenceVirtuoso中通過設置不同的仿真溫度、通過仿真模型的Corner設置，以及直接使用其提供的MonteCarlo仿真工具來進行。
射頻收發系統的整體電路仿真
各個模塊電路分別設計驗證完成以后，就可以把所有模塊連成系統，并加上PAD、ESD等構成一個完整的芯片系統，對這個系統加上激勵進行仿真測試，可以對整個系統電路進行仿真。如果仿真計算所用的硬件資 源足夠大，可以直接對系統進行tran、SP、PSS，以及PSP、Pnoise、PAC等分析，獲得整個芯片的性能。如果資源不足，則可以考慮對系統按功能進行分組、分塊仿真。由于分出的塊之間相對獨立，因此整體系統的特性與分塊仿真差別不大。
版圖設計與后仿真
在各模塊的設計指標滿足自身及系統要求的基礎上可以開始各個模塊的版圖設計，首先利用Layout-XL的元件調入功能可以直接由原理圖調入版圖元件，進行各個模塊的粗略布局，主要是安排與其它模塊的連接端口以及一些重要元件的預布局。然后從系統上將所有模塊的預布局調入進行整體布局考慮。利用Virtuoso Layout工具所具有的層次化管理和操作的特性，可以對每個模塊的安放及其與其它模塊的銜接進行系統考慮。
系統布局以后，將邊界條件分配給每個模塊。在模塊單獨的布局過程中要遵守其邊界約定。版圖進行到一定階段后，即可以調入到系統版圖中來檢查，隨時作必要的調整以滿足每個模塊的具體情況。
具體版圖繪制過程中可以充分利用Virtuoso版圖工具的強大功能，比如充分發揮快捷鍵功能可以使版圖設計流暢高效；利用Layout-XL的交叉參考可以隨時發現錯誤的連線或因疏忽造成的短路；利用DRD的實時規則檢查可以避免絕大多數違反設計規則的布圖。
版圖的規則檢查可以采用Virtuoso的Diva工具，DRC、LVS、Exlract等工作都可以在其友好的界面下完成。對于射頻電路版圖元件數規模不大的特點，利用Diva完成絕大部分工作是很合適的。如果想進一步提高版圖提取和后仿真的精確度，可以考慮采用Assure工具來進行。
結語
電路設計及仿真范文4
關鍵詞：單片機課程設計；軟件仿真；硬件電路聯調
在開發單片機嵌入式系統時，使用最多的軟件就是Keilc51軟件，此軟件是由Keil公司研發出來的，軟件以uVision2為開發平臺，具有的功能包括項目管理、編碼、程序生成器等。Keilc51的優點在于：其界面的友好性較高、操作便捷，支持對匯編語言、C語言及混合語言的編程、編譯和調試工作，可以在很大程度上縮短設計周期，在對程序進行修改時也是很方便的。與此同時，Keilc51還能夠加載Proteus軟件的VSM仿真器，加載之后就可以和Proteus軟件進行聯機調試。
一、課程設計流程
1.編寫相關指導文件
在對課程設計著手之前，需要對課程設計的流程進行文檔編寫，為扎實掌握單片機技術打下基礎。相關指導文件包括：單片機項目開發的相關教程和例程材料，Keilc51和Proteus軟件的教程和例程材料，單片機課程設計完成程度的標準，課程設計大綱等。
2.選擇題目
在制作課程計劃時，需要根據每個章節內容的不同和課程進展程度對學生的實際學習情況進行考量，通過對學生掌握情況的判斷再對課程設計進行擬題。課程設計的題目包括針對各章內容的，也包括針對綜合應用的：關于MSC-51與A/D轉換方面的課程設計題目，關于MCS-51串口方面的課程設計題目，關于定時器與中斷方面的課程設計題目，關于I/O接口方面的課程設計題目，關于MCS-51的綜合使用方面的題目等。除此之外，還要列出詳細的元件表，供學生選擇和參考，并對課程設計題目的實現提出相應的具體要求。
3.使用仿真軟件和實現電路功能
在課程設計實現中，教師可指導學生分組進行，根據學生所選題目對學生如何在軟件和硬件等方面進行設計給予指導，以完成設計的初步內容。在對學生進行指導時，可按照以下步驟進行：
（1）繪制程序流程圖，可以使用Visio或Word進行繪制。學生在繪制程序流程圖時，不但要依據所選題目的設計要求，還要結合教師的指導內容進行繪制，為接下來的程序設計做鋪墊。
（2）設計硬件電路，可以使用Proteus軟件進行設計。在這一步驟中，首先要對Proteus軟件進行學習，在掌握基本應用原理和方法的基礎上，再依據設計要求設計電路。在學習Proteus軟件的基礎上，由教師組織學生先進行軟件的實際操作學習，需要學生掌握的內容有：建立工程文件、選取和使用元件、連接電路和進行調試運行等。
（3）編寫程序和編譯調試，根據上一步驟得到的硬件電路使用匯編語言編寫源程序，再在Keilc51軟件中進行編譯和調試。教師要指導學生，讓他們依據課程設計要求把編寫好的匯編代碼導入到Keilc51軟件中，進行編譯調試。
（4）聯合調試，對Proteus軟件和Keilc51軟件進行聯合調試。將在Proteus中畫好的原理圖在ISIS上打開，在Proteus軟件里的DEBUG菜單中選擇use remote debug monitor選項，并對聯機仿真參數進行設置。將在第三步中編譯好的Keilc51工程文件打開，并設置相關參數：在Keilc51的project菜單中點擊進入option for target“工程名”，在DEBUG選項的右上方下拉菜單中選擇Proteus VSM Monitor-51 Driver，并設置聯機仿真參數。
4.面包機設計和電路功能的實現
在這一階段，教師要先組織學生對集成芯片的用途和管腳功能進行學習，之后再在面包板上建電路，電路連接無誤后，使用編程器將程序燒寫到單片機的CPU上，最終使電路功能得以實現。
5.實行課程設計考核答辯制
教師采用答辯制的形式對學生的課程設計進行考核，在答辯中真正判斷出學生對課程設計的體悟到底有多深。
二、成果總結
本課程設計將軟件和硬件的使用集合了起來，完成了對單片機的開發設計，在實踐過程中取得了良好的結果，讓學生對軟件電路、硬件電路以及軟硬件聯調設計和面包板設計都有了更加深入的了解。
1.理論與實踐結合
在教學中，不僅要將學生的實際情況與學習內容結合起來，還要單片機學習中各個章節的內容和實際動手操作結合起來。在本課程設計中，擬定了MSC-51與A/D轉換、MCS-51串口、定時器與中斷、I/O接口、MCS-51的綜合使用等方面的數十個設計題目，并對課程設計提出了具體要求。
2.讓學生告別“眼高手低”
仿真聯調的結果雖然不能完全代表在實際情況中的結果，但是在很大程度上已經實現了電路設計的功能在虛擬情景中的實現，為判斷抉擇提供依據。根據仿真聯調的結果，我們可以在硬件操作中實際運行，通過這種方式，可以對仿真結果的正確性和準確程度進行校正。在學生進行實踐之前，要讓學生對集成芯片的芯片用途和管腳功能有所了解，之后在面包板上建電路，然后將程序通過編程器燒寫到單片機的CPU上，這樣就可以完成對電路功能的實現了。在課程設計的一系列環節中，學生既可以學習到各環節所需工具的相關知識，又可以提高學生的動手能力，增強學生的學習積極性。
3.對能力的培養
在實踐課程設計的過程中，通過繪制流程圖、畫電路圖和編程等，可以鍛煉學生有步驟地實現目標的能力；通過要求學生對程序進行標注，可以有效鍛煉和提高學生的編程能力，增強他們獨立思考的能力。
先進和完善的軟件能夠使硬件的運行達到更好的效果。在單片機課程設計中引入軟件，可以使學生在了解和掌握單片機的設計流程的基礎上，熟悉聯調的技巧與方法。與一般的單片機仿真軟件不同，在課程設計中所使用的仿真軟件除了能仿真單片機CPU的實際情形，還能仿真單片機周邊電力和未參加工作的電路情況。此仿真實驗能夠很好地將實驗和工程銜接起來，仿真結果的無誤將為電路的實際實現提供重要依據。同時這樣的課程實訓也是工程師的最基本實踐內容，這也為學生今后的學習和工作奠定了基礎。
參考文獻：
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[2]陳淑芳.基于51單片機的教學實驗系統的設計與開發[D]青島：中國海洋大學，2011.
[3]吳慧芳，陸茵.“單片機原理及應用”課程設計引入Proteus軟件的實踐[J].中國電力教育，2010，5（9）：123-124.
電路設計及仿真范文5
關鍵詞：組合邏輯；Multisim；仿真
1 引
組合邏輯電路其特點是功能上無記憶，結構上無反饋，即電路在任意時刻的輸出狀態只取決于該時刻各輸入狀態的組合，而與電路的原狀態無關。本文通過實例介紹組合邏輯電路的設計方法，并通過電子設計自動化EDA(Electronic Design Automation)進行仿真分析，使組合邏輯電路的設計變得更方便，更實用。
2 組合邏輯電路的設計步驟
1) 根據給定題目的邏輯要求列出真值表
2) 化簡得出最簡的邏輯函數表達式
3) 選擇（已給定）器件實現其邏輯函數，畫出邏輯圖
在工程上為了使電路結構簡單和使用元器件少，往往要求邏輯表達式盡可能簡化。一般來說在保證速度、穩定、可靠的邏輯正確的情況下，盡可能使用最少的器件，降低成本是邏輯設計者的任務。
3 組合邏輯電路的設計舉例
3.1 問題提出
現有A、B、C三個舉重裁判對運動員成績進行判決（A為主裁判）當兩個以上裁判（必須含有主裁判）認可時，運動員成績有效。試設計實現這樣一個舉重裁判裁決電路。
3.2 設計過程
1）分析設計要求，列出真值表。設A、B、C三個裁判對運動員成績進行判決，同意用1表示，不同意用0表示，Y為表決結果，同意用1表示，不同意用0表示，同時還應考慮A為主裁，具有否決權。
輸入輸出ABCY00000010010001101000101111011111
2）由真值表寫出邏輯表達式
3) 由卡諾圖化簡后，變換為與非表達式 4) 根據輸出邏輯函數畫邏輯圖。
4 組合邏輯電路的仿真測試
4.1 用Multisim軟件仿真
Multisim軟件是一種電路設計與仿真軟件。它可以對模擬、數字和混合電路進行電路性能仿真和分析。
1)采用直觀的圖形界面創建電路，在計算機屏幕上模擬仿真實驗室的工作臺，繪制電路圖需要的元器件。
2) 提供了龐大的元件數據庫。Multisim有16000多種元件、模型，包括有實際元件和虛擬元件。
3) 強大的虛擬儀器功能。為用戶提供多種面板與實際儀器相似的虛擬測儀器，在平臺上可隨時調用進行電路測試、分析。
4.2測試電路創建
1)在元器件庫中單擊電源Sources，列表中選中VCC和GND，單擊OK按鈕，取出電源5V。
2)其他元器件依次類推，可參照以下說明使用。
* U1A、U1B、U1C與非門在TTL74LS中選擇74LS00N。
* J1、J2、J3單刀雙擲開關在BasicSWITCH中選擇SPDT_SB。
* Y指示燈在Indicators中選擇PROBE_DIG_RED。
4.2 仿真測試
將三個單刀雙擲開關做如下設置：J1中Key=A、J2中Key=B、J3中Key=C。啟動 Multisim的仿真開關后，J1中Key=A接到電源5V上，J2中Key=B接到電源5V上，J3中Key=C接到GND上，這時指示燈Y發光，就可以實現三人表決電路中A（為主裁）和B兩個裁判判決運動員成績有效的情況之一（其他情況可以通過設置實現）。
5 結語
通過組合邏輯電路的設計和Multisim軟件的應用，可使學生初步掌握仿真軟件技術，內容可以緊密聯系課本知識，能全面地概括和反映所學的組合邏輯電路設計的知識點，將課堂內容具體化，又利用了計算機的優勢，發揮其直觀、動態模擬的優勢。
參考文獻：
[1]王廷才，李懷剛.電子技術實訓[M].北京：高等教育出版社，2008.05.
電路設計及仿真范文6
[關鍵詞]仿真培訓系統，一次設備，二次設備
中圖分類號：TV736 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）27-0285-01
[Abstract]The simulation training system of mature as the basis， combined with the actual situation of the unit， carries on two times of expansion of it， so as to save a lot of resources， and make the simulation training system can be constantly improved and perfected. The operation simulation system of Nierji hydropower plant design for training object’s view，and introduces the characteristics of the system.
[Key words]simulation training system，primary equipment，secondary equipment
0 引言
尼爾基水電廠作為尼爾基水利樞紐的一個重要組成部分，本著“無人值班、少人值守”的原則，運行崗位的人才儲備顯得尤為重要。隨著水電廠自動化程度的日益提高，運行中的機組絕大部分時間都處于穩定狀態，故障率、事故率低，使得新上崗人員實際操作機會少之又少，制約著運行人員判斷、處理突發故障能力的提高。一套適合本廠實際的運行培訓仿真系統則有利于提高培訓效率，降低培訓成本。
1 作用
在成熟的仿真培訓系統中，模型的建立是以仿真對象的生產工藝流程、結構設計以及運行數據等資料為依據，以實際物理運行機理為基礎，符合自動化控制原理、繼電保護原理、電機學原理、電力系統原理、水力學原理等理論。其靜、動態特性與仿真對象相同或相似。所以運行仿真培訓系統不僅能用于運行人員培訓，還可以進行仿真研究、參數尋優等實驗。
2 特點
運行仿真培訓系統是否合適，有哪些缺陷，有哪些優勢，這些都是設計者應當了解的，而這些恰恰是被培訓對象也就是運行人員最能體會到。由于筆者多年來一直從事水電廠運行工作以及組織培訓過多批新上崗人員，深知本廠運行人員學習的側重點，而且有幸接觸體驗過一些電廠開發的仿真培訓系統。因此，在設計本廠的仿真培訓系統時，以成熟的仿真培訓系統技術為基礎，結合現場實際，進行創新。針對本廠的具體應用，只要應用過程模型描述語言對本廠的現場進行編程和描述，對生產流程、設備、有關特性等進行參數化，即可實現電廠現場的數字仿真。尼爾基電廠的仿真系統從應用的角度有以下特點。
2.1 空間上與現場一致
尼爾基水電廠廠房一共有5層，還有2層繼電保護室，被仿真對象按現場實際位置布置與每一層平面圖上，當需要進行某個設備的模擬操作時，可以先點擊出樓層平面圖，接著點擊出局部設備圖，這時就能顯示出需要操作的的設備以及其鄰近設備的畫面，點擊需要操作的設備就能彈出相應的真實面板照片。如果需要對柜式設備進行開門操作或檢查，點擊設備上的門把手鏈接，就能顯示出柜內照片。這種設置的目的就是使用最少的資源就能給被培訓對象建立一個真實的場景，避免由于使用單一的數字仿真培訓，使得被培訓對象對現場設備的實際位置印象不深，在實際操作中影響工作效率。
2.2 機組流程圖及油水風系統
現在的仿真培訓系統多以監控系統為基礎，所以監控系統的正常操作都能在仿真系統中實現。由于水電廠開機、停機流程都與油水風系統密切相關，于是在設計本廠的仿真培訓系統時可以將開停機流程圖中的相應方框與油水風系統進行鏈接，除了能實時反饋開停機中各系統的進程，更重要的是在仿真培訓中可以通過教練員站在油水風系統中設定各種故障，方便對學員進行有針對性（開機過程中、停機過程中、正常運行、備用、大修后）的訓練。
2.3 一次設備
遵循尼爾基水電廠運行仿真培訓系統應在空間上與現場一致的原則，對一次設備進行仿真時，著重點在于線路、主變、機組以及10.5kV廠用系統的操作和檢查。圖為尼爾基水電廠4號機組出口斷路器的現場仿真。界面的一側為廠房各層設備平面圖，點擊發電機層就能調出此層的設備布置圖。接著點擊4號機組斷路器位置，便可彈出4號機出口斷路器的真實面板照片。這時，只需進一步點擊面板上的相應鏈接點，就可繼續彈出相應的操作窗口，實現對該設備的檢查和操作。
2.4 二次設備
尼爾基水電廠現有的五防系統僅能作為操作票的培訓，且側重點在一次設備，在保護投退方面的操作培訓是個空白。在以往的常規培訓中，對學員進行保護的培訓基本都是在理論層面上，學員對保護何時會動作、保護在何種狀況下可退或可不退的疑問最多。最行之有效的辦法就是在仿真系統上進行操作，由學員設定保護的投退，然后觀察事故時保護的動作情況。這就要求仿真培訓系統在對線路、主變以及機組保護盤柜進行復制的同時，還應完全仿真保護的動作后果。
3 結語
本文以一個被培訓對象角度對仿真培訓系統的設計思路提出一些見解，希望能以最少的資源投入設計一個符合尼爾基水電廠實際情況的運行培訓純數字仿真系統，并且克服現有純數字仿真在空間立體感方面的缺失。
參考文獻
[1] 張旭蓉，凡：“沙角C電廠全范圍培訓用仿真機就地站的設計和應用”，《中國電力》，2007年8月，第8期.
[2] 王德寬，楊葉平等：“H90004.0環境下的水電廠培訓仿真系統”，《水電站機電技術》，2008年6月，第3期.
