5. 使用PLD图解简化数字电路的教学
通过对复杂的VHDL语言进行提取概括,使得硬件实现更加容易,从而使学生融入数字电子电路的学习,同时通过动手实践巩 固理论学习。使用Multisim,学生可以捕捉并仿真可编程逻辑设备(PLD)图解中的数字电路,生成原始VHDL语言。应用这个VDHL文件到现场可 编程门阵列(FPGA)硬件中,例如NI数字电子FPGA板,从而简化通过仿真学习到的理论与真实实现的过渡。

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部件库包含超过14,000个部件,可以满足理论教学的需要。这些部件及特有部件被清楚地组织联系起来,查找方便。 Multisim包含一些常用部件,包括领先制造商如Analog Device、Linear Technologies、Microchip、National Semiconductor以及Texas Instruments使用的符号、模型以及IPC标准连接盘图形,因而可以向学生介绍工业中使用的部件。
Multisim包含的特有部件列述如下:
· 交互式部件如仿真运行时可以操作的开关和电位计。
· 动画部件如可以按照仿真结果更改显示的LED和7段显示。
· 虚拟部件允许用户设置任意参数,即便现实中并不存在使用该参数的部件。这对理论概念的演示特别有用。
· 额定部件在特定参数(比如功率或电流)超出额定值时会“熔断”,从而强化学生的学习。
· 3D 部件使用看起来十分真实的图片替代传统的图解符号,这有助于学生在引论部分迅速理解图解和实际电路设计的差别。
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Multisim围绕教员的需要而设计,其具有的教学特性简化了电路理念和电子的教学。对Multisim用户界面以及 现有的仪器和分析工具进行自定义设置,可以控制学生在电路中可以看见和使用的部分。这样就给用户提供了许多强大的教学功能以及可以控制的概念引入方式,从 而使软件的复杂特性与学生的知识水平或课堂内容相匹配。用户还可以简便地给电路文件加入描述和图形,以便在实验室或自学环境中进一步阐述各种概念。此外, 用户还可以创建和发布可反复使用的仿真文件,每个文件都包含完整的SPICE参数设置,以确保学生在逐渐熟悉仿真后可以成功完成布置给他们的任务。电路限 制功能可以让教师在讲述故障排除技巧时设置隐藏故障。或者,锁定并隐藏子电路以创建“黑盒求解”的问题。易于使用的电路规则检查功能具有可视化错误标记和 “放大至错误点”的功能,有助于学生快速定位并更正接线错误,以免打击学生的自信心,同时这样也节约了宝贵的实验时间。此外,测量探针现在可以放置在电路 的任何位置,从而使用动态电压和电流值对图解进行注释。
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8. 3D模拟实验板环境中的无风险原型
使用Multisim 3D模拟实验板环境(NI ELVIS I和NI ELVIS II系列),学生可以方便找到硬件原型。在进入实验室前,学生可以在3D模拟实验板环境下建立自己的电路并进行试验。

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通过LabVIEW的图形编程功能,Multisim能够引入自定义的虚拟仪器,从而延伸现有产品的仿真和分析能力。 Multisim内的LabVIEW虚拟仪器可以用于演示难以理解的或复杂的概念,比如相量或电梯控制。因此,需要时您可以使用LabVIEW工具创建或 编辑LabVIEW虚拟仪器来达到目的。
此外,Multisim和LabVIEW的还可以将仿真数据和测量数据的比较功能集成到工作平台内。这 样,LabVIEW不仅可以从硬件收集测量数据,还可以接收Multisim的仿真输出数据。由于两组数据处在同一个界面下,因此比较和关联变得很简单。 LabVIEW能够分析出硬件原型是怎样与仿真期望结果产生偏差的。
图 9. LabVIEW仪器相量图
Multisim不仅是世界上使用最广泛的电子教学软件,而且还是专业电子设计自动化(EDA)市场上很受欢迎的一款工具。它的许多功能超出了很多学生的需要,但可供高级设计课程、研究生工作或研究项目使用。 Multisim包含的专业功能包括:项目管理、强大总线支持、分级和多层设计、印刷电路板(PCB)布局的限制设计、功能强大的电子表格视图、可自动生 成与用户指定参数相匹配电路的电路向导以及变量支持等。Multisim的专业功能可以很容易地处理更复杂的设计,从而使学生能应对未来复杂工程的挑战。
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