目 录

上篇 基于NI Multisim 11的PLD的仿真设计

第1章 概述2

1.1 NI Multisim 11简介2

1.2 NI Multisim 11中的PLD仿真环境9

1.3 NI Multisim 11中的PLD逻辑器件介绍12

第2章 组合逻辑电路的仿真设计37

2.1 逻辑运算37

2.2 同位产生器42

2.3 2对1多任务器46

2.4 1对4解任务器50

2.5 7段译码器54

2.6 逻辑运算单元57

2.7 三态器件（TRI）61

第3章 算术逻辑电路的仿真设计65

3.1 半加器65

3.2 全加器67

3.3 4位加法器71

3.4 4位加减法器76

3.5 乘法器82

第4章 时序逻辑电路的仿真设计89

4.1 D触发器89

4.2 T触发器92

4.3 4位寄存器95

4.4 随机存储器（RAM）99

4.5 状态机102

第5章 计数器的仿真设计106

5.1 异步清除2位同步加计数器106

5.2 可默认的同步4位计数器109

5.3 十进制计数器114

5.4 具有预置功能的两位数的十进制计数器118

5.5 异步清除六进制计数器124

5.6 分频器131

第6章 移位寄存器的仿真设计136

6.1 4位串行移位输入/并行输出寄存器136

6.2 具有控制线的串行输入移位寄存器139

6.3 并行输入/并串行输出移位寄存器144

6.4 异步清除3位并行输入/并串行输出移位寄存器153

第7章 综合应用仿真设计实例161

7.1 数字钟的仿真设计161

7.2 并列乘法器177

7.3 节日彩灯控制系统203

7.4 交通灯控制管理系统219

中篇 基于NI Multisim 11的PIC的仿真设计

第1章 概述232

第2章 PIC单片机结构原理237

2.1 PIC单片机简介及主要特点237

2.2 PIC单片机的分类及特点238

2.3 PIC16F84单片机基本结构及信号引脚240

2.4 常用存储器242

2.5 振荡电路与时钟信号244

2.6 复位、唤醒与看门狗功能246

第3章 PIC16F84的特殊功能寄存器249

3.1 状态寄存器STATUS249

3.2 间接寻址的寄存器INDF和FSR249

3.3 与PC相关的寄存器PCL和PCLATH250

3.4 选项寄存器OPTION_REG251

3.5 中断控制寄存器INTCON252

3.6 端口寄存器252

第4章 PIC16F84指令系统和汇编语言程序设计253

4.1 指令流水线操作原则253

4.2 指令寻址方式说明253

4.3 指令集说明255

4.3.1 数据传送类指令256

4.3.2 算术运算类指令257

4.3.3 逻辑运算类指令262

4.3.4 控制转移类指令273

4.4 汇编语言程序设计281

4.4.1 汇编语言指令格式281

4.4.2 系统伪指令283

第5章 定时器/计数器285

5.1 TIMER0模块的功能和特性285

5.2 TIMER0模块的电路结构和工作原理285

5.3 TIMER0模块的应用实例286

第6章 中断系统及看门狗电路290

6.1 中断的概念和机理290

6.2 PIC16F84单片机的中断290

6.3 中断控制及相关的寄存器291

6.4 看门狗电路295

第7章 基于NI Multis1im 11的PIC单片机汇编仿真实例297

7.1 PIC单片机输入/输出仿真设计297

7.2 PIC单片机定时器仿真设计298

7.3 用TMR0产生同步脉冲波形仿真设计301

7.4 PIC单片机的中断仿真设计304

7.5 PIC单片机看门狗复位的仿真设计309

7.6 PIC单片机看门狗睡眠唤醒的仿真设计313

7.7 PIC单片机的EEPROM读写仿真设计316

7.8 PIC单片机的交通管理系统仿真设计320

7.9 PIC单片机的多路抢答器仿真设计330

7.10 基于NI Multisim 11的PIC单片机一些基本实验的仿真设计337

第8章 基于NI Multisim 11的PIC单片机仿真实例集锦——C语言部分351

8.1 点亮1位LED灯实验351

8.2 加上控制端的1位LED灯点亮实验352

8.3 通过4个开关控制相应LED灯亮灭实验353

8.4 彩灯闪亮实验354

8.5 60 s定时时钟实验355

8.6 流水灯设计实验358

8.7 看门狗实验362

8.8 NI Multisim 11中如何加入外部生成HEX文件实验364

8.9 LCD屏显示实验374

8.10 NI Multisim 11中PIC仿真注意事项378

下篇 基于NI Multisim 11的PLC的仿真设计

第1章 概述380

1.1 NI Multisim 11中的PLC仿真环境380

1.2 AND梯级和OR梯级383

第2章 梯形图元器件介绍385

2.1 梯形图I/O模块385

2.2 梯形图继电器螺线管386

2.3 梯形图触点387

2.4 梯形图计数器388

2.5 梯形图定时器391

2.6 梯形图输出螺线管394

2.7 各种外设394

第3章 创建梯形图397

3.1 梯形图编程语言概述397

3.2 PLC控制的一些基本应用实例397

3.3 NI Multisim 11中PLC控制的交通灯管理系统的仿真设计414

3.4 NI Multisim 11中PLC储液罐液面控制系统的仿真设计422

3.5 NI Multisim 11中PLC控制的传送带系统的仿真设计431

3.6 NI Multisim 11中PLC控制的多路抢答器的仿真设计440

3.7 NI Multisim 11中PLC控制的电动机正反转的仿真设计448

第4章 NI Multisim 11中PLC控制的毕业设计论文样板451

附录A 所用元器件清单470

附录B PIC16F84汇编指令集474

附录C PIC16F84的特殊功能寄存器476

附录D PIC16F84特殊功能寄存器的详细说明478

附录E NI Multisim 11中的PLD逻辑器库483

附录F 梯形图元器件库490

参考文献4942100433B

本书主要讲解最新的EDA设计软件NIMultisim11在PLD可编程逻辑器件、PIC系列单片机、PLC可编程控制器设计中的应用，分别介绍如何使用仿真平台、具体仿真步骤及过程、汇编及C语言的要点、基本的编程方法、图形化设计的使用、VHDL代码的自动生成方法、梯形图的设计过程、各种接口电路的使用等内容，并给出了大量的仿真实例。本书所有实例均采用仿真软件NIMultisim11进行仿真，使读者真正做到“边理论、边实践”，在实践中逐步掌握单片机的硬件结构和开发方法。

《基于Multisim 14的电路仿真与创新》是清华大学出版社出版图书。

基于Multisim 14的电路仿真与创新

• 出版社： 清华大学出版社

• ISBN：9787302591320

• 版次：1

• 商品编码：13518998

• 品牌：清华大学

• 包装：平装

• 开本：16开

• 出版时间：2021-11-01

• 用纸：胶版纸

• 页数：451

• 字数：727000

内容简介

NI Multisim 14 软件是美国 NI 公司推出的符合行业标准的 SPICE 仿真和电路设计软件，适用于模拟、数字和电力电子领域的教学和研究。 《基于 Multisim 14 的电路仿真与创新》分为 3 篇，共 16 章。上篇为软件基础篇，主要介绍 NI Multisim 14 电路仿真软件的基本知识和常用操作，侧重于软件自身携带的虚拟仪表和电路分析方法的介绍。中篇为课程应用篇，主要介绍 NI Multisim 14 在电类课程中的应用，如电路分析、模拟电子线路、数字电路、高频电子线路、单片机和电 力电子等课程。下篇为工程教育创新篇，主要介绍 NI Multisim 14 在其他技术中的开发应用，主要有 NI Multisim 14 与 NI LabVIEW 的联合开发应用、PLD 开发应用、FPGA（Basys 3 实验板）开发应用、工程实验室虚拟仪器套件（NI ELVIS）开发应用、基于 NI Multisim 14 的学生数据采集设备（NI myDAQ）开发应用以及口袋实验仪器（Analog Design 2）开发应用等。随书赠送有关仿真软件以及书中仿真实例，所有仿真实例皆有可重复性。 《基于 Multisim 14 的电路仿真与创新》内容充实，案例丰富，适合作为高等院校电类专业的教材和工程教育创新活动的参考书，也可以作为相关工程技术人员进行电路设计的参考书。

目录

上篇NIMultisim14软件基础

第1章NIMultisim14概述

1.1NIMultisim14的发展历程

1.2NIMultisim14的安装

1.2.1NIMultisim14软件的下载

1.2.2NIMultisim14.2安装环境

1.2.3NIMultisim14.2软件安装

1.3NIMultisim14用户界面

1.4NIMultisim14版本

习题15

第2章NIMultisim14快速入门

2.1电路设计

2.1.1第三级放大电路的设计

2.1.2第二级放大电路的设计

2.1.3第一级放大电路的设计

2.2创建仿真电路

2.3电路仿真分析

2.3.1利用虚拟仪表观察波形

2.3.2利用NIMultisim14自带的仿真分析功能对电路进行指标分析

2.4NIELVIS的应用

2.4.1使用虚拟NIELVIS进行仿真

2.4.2使用NIELVISⅠ进行原型设计

2.5NIMultisim14元器件库

习题30

第3章NIMultisim14分析方法

3.1NIMultisim14仿真分析简介

3.1.1创建仿真电路

3.1.2选择仿真分析方法

3.1.3设置仿真参数

3.1.4运行仿真观测结果

3.2NIMultisim14基本分析

3.2.1交互式仿真

3.2.2直流工作点分析

3.2.3交流分析

3.2.4单频交流分析

3.2.5瞬态分析

3.2.6傅里叶分析

3.3NIMultisim14高级分析

3.3.1噪声分析

3.3.2噪声系数分析

3.3.3失真分析

3.3.4直流扫描分析

3.3.5灵敏度分析

3.3.6参数扫描分析

3.3.7温度扫描分析

3.3.8零—极点分析

3.3.9传递函数分析

3.3.10蒙特卡罗分析

3.3.11最坏情况分析

3.4NIMultisim14其他分析

3.4.1布线宽度分析

3.4.2批处理分析

3.4.3用户自定义分析

习题71

第4章NIMultisim14虚拟仪表

4.1模拟仪表

4.1.1数字万用表

4.1.2函数信号发生器

4.1.3瓦特表

4.1.4双踪示波器

4.1.5四通道示波器

4.1.6波特图仪

4.1.7伏安特性图示仪

4.1.8失真分析仪

4.2数字仪表

4.2.1频率计

4.2.2字信号发生器

4.2.3逻辑分析仪

4.2.4逻辑转换仪

4.3射频仪表

4.3.1频谱分析仪

4.3.2网络分析仪

4.4虚拟真实仪表

4.4.1Agilent01A型数字万用表

4.4.2Agilent20A型函数发生器

4.4.3Agilent22D型数字示波器

4.5探针

4.5.1测量探针

4.5.2电流探针

4.6NIELVISmx仪表

4.6.1NIELVISmx模拟输入仪表

4.6.2NIELVISmx模拟输出仪表

4.6.3NIELVISmx数字仪表

习题

中篇NIMultisim14在电类课程中的应用

第5章NIMultisim14在电路分析中的应用

5.1电路的基本规律

5.1.1欧姆定律

5.1.2基尔霍夫电流定律

5.1.3基尔霍夫电压定律

5.2电阻电路的分析

5.2.1直流电路网孔电流分析

5.2.2直流电路节点电压分析

5.2.3齐次定理

5.2.4叠加定理

5.2.5替代定理

5.2.6戴维南定理

5.2.7诺顿定理

5.2.8特勒根定理

5.3动态电路

5.3.1电容器充电和放电

5.3.2零输入响应

5.3.3零状态响应

5.3.4全响应

5.3.5二阶电路的响应

5.4正弦稳态分析

5.4.1电路定理的相量形式

5.4.2谐振电路

5.4.3三相交流电路

5.5等效电路

5.5.1电阻的串联和并联等效电路

5.5.2电阻△形与Y形等效电路

5.5.3含受控源单口网络的等效

5.5.4与理想电压源并联支路的等效

5.5.5与理想电流源串联支路的等效

5.6典型应用案例分析和仿真

5.6.1频率响应与网络函数

5.6.2非正弦稳态分析

习题

第6章NIMultisim14在模拟电子线路中的应用

6.1晶体管放大电路

6.1.1共发射极放大电路

6.1.2常见基本放大电路

6.1.3差分放大电路

6.1.4场效应管及晶体管组合的放大电路

6.1.5低频功率放大电路

6.1.6共发射极三极管放大器设计向导

6.1.7负反馈放大器电路

6.2信号运算电路

6.2.1理想运算放大器的基本特性

6.2.2比例求和运算电路

6.2.3积分电路和微分电路

6.2.4对数和指数运算电路

6.3有源滤波电路

6.3.1低通滤波器

6.3.2高通滤波器

6.3.3带通滤波器

6.3.4带阻滤波器

6.3.5滤波器设计向导

6.4信号产生电路

6.4.1正弦波信号产生电路

6.4.2非正弦波发生电路

6.5信号变换电路

6.5.1半波精密整流电路

6.5.2绝对值电路

6.5.3限幅电路

6.5.4电压电流（V/I）变换电路

6.5.5电压比较器

6.5.6可调有源分频器

6.5.7同相峰值检出电路

6.5.8检测报警电路

6.5.9线性稳压电源

6.6可调串联稳压电源的设计

6.6.1任务描述

6.6.2构思（可调串联稳压电源的设计方案）

6.6.3设计（可调串联稳压电源的设计与仿真）

6.6.4实现和运行（可调串联稳压电源的组装调试与测试）

习题

第7章NIMultisim14在数字电路中的应用

7.1数字逻辑器件的测试

7.1.1TTL门电路的测试

7.1.2组合逻辑部件的功能测试

7.1.3时序逻辑部件的功能测试

7.1.4A/D与D/A功能测试

7.2组合逻辑电路的仿真

7.2.1用逻辑门实现2ASK、2FSK和2PSK电路的仿真

7.2.2用四位全加器实现四位二进制数运算.

7.2.3编码器的扩展

7.2.4用译码器实现逻辑函数

7.2.5用数据选择器实现逻辑函数

7.2.6基于逻辑转换仪的组合逻辑电路设计.

7.2.7静态冒险现象的分析

7.3时序逻辑电路的仿真

7.3.1序列检测电路

7.3.2七位串行/并行转换器

7.3.3智力竞赛抢答器

7.3.4数字钟晶振时基电路

7.3.5程序计数分频器

7.3.6序列信号产生电路

7.3.7随机灯发生器

7.3.8彩灯控制器

7.4定时器的应用

7.4.1用定时器构成施密特触发器

7.4.2用定时器构成单稳态触发器

7.4.3用定时器构成多谐振荡器

7.4.4用定时器组成波群发生器

7.5数模和模数转换电路

7.5.1数模转换电路（DAC）

7.5.2模数转换电路（ADC）

7.5.3随机波形发生器

7.6数字逻辑电路项目设计

7.6.1数字逻辑电路项目设计概述

7.6.2抢答器设计

7.6.3电子秒表设计

习题

第8章NIMultisim14在高频电子线路中的应用

8.1高频小信号谐振放大电路

8.1.1高频小信号谐振放大电路的组成

8.1.2高频小信号谐振放大电路的选频作用.

8.1.3高频小信号谐振放大电路的通频带和矩形系数

8.1.4双调谐回路高频小信号放大器

8.2高频谐振功率放大电路

8.2.1高频谐振功率放大电路原理仿真

8.2.2高频谐振功率放大电路外部特性

8.3正弦波振荡器

8.3.1电感三端式振荡器

8.3.2电容三端式振荡器

8.3.3电容三端式振荡器的改进型电路

8.3.4石英晶体振荡器

8.4振幅调制与解调电路

8.4.1普通振幅调制（AM）

8.4.2抑制载波的双边带（DSB）信号

8.4.3单边带（SSB）信号的特点

8.4.4检波电路

8.5混频器

8.5.1三极管混频器电路

8.5.2模拟乘法器混频电路

8.6频率调制与解调电路

8.6.1频率调制

8.6.2调频解调

习题

第9章基于NIMultisim14的单片机仿真

9.1NIMultiMCU仿真平台介绍

9.2基于1的开关量输入/输出设计

9.2.1创建仿真的1单片机硬件电路

9.2.2编写并编译MCU源程序

9.2.3开关量的输入/输出仿真电路

9.3基于PIC的彩灯闪亮电路设计

9.3.1创建仿真的PIC单片机硬件电路

9.3.2编写并编译MCU源程序

9.3.3彩灯闪亮的仿真电路

9.3.4NIMultiMCU在线调试

9.3.5仿真及调试注意事项

9.4单片机仿真设计实例

9.4.1基于2的流水灯控制器设计

9.4.2基于2的数制转换电路设计

9.4.3基于PIC16F84实现LCD屏显示

9.4.4基于PIC16F84A实现EEPROM读写

习题

第10章NIMultisim14在电力电子技术中的应用

10.1交流-直流变换

10.1.1单相可控整流电路

10.1.2三相可控整流电路

10.2直流-直流变换

10.2.1直流降压斩波电路

10.2.2直流升压斩波电路

10.2.3反激式DC/DC转换器

10.2.4正激式DC/DC转换器

10.2.5推挽式DC/DC转换器

10.3直流-交流变换

10.3.1单相桥式逆变器

10.3.2三相桥式逆变器

10.3.3单相桥式全控整流及有源逆变器

10.4交流-交流变换

10.4.1单相交流调压电路

10.4.2三相交流调压电路

10.4.3单相交-交变频电路

10.4.4单相交-直-交变频电路

10.5电机驱动控制

10.5.1开环鼠笼式感应电机启动电路

10.5.2六阶无刷直流电机驱动的电路

10.5.3永磁直流电机驱动电路

10.5.4步进电机驱动电路

10.6移相式微电机三相梯形波变流电源的仿真设计

10.6.1任务描述

10.6.2构思（移相式微电机三相梯形波变流电源的设计方案）

10.6.3设计（移相式微电机三相梯形波变流电源的设计与仿真）

10.6.4实现和运行（移相式微电机三相梯形波变流电源的组装调试与测试）

习题

下篇NIMultisim14在新工科创新活动中的应用

第11章NIMultisim14中LabVIEW仪表开发应用

11.1概述

11.2NIMultisim14中LabVIEW仪表

11.2.1BJT分析仪（BJTAnalyzer）

11.2.2阻抗表（ImpedanceMeter）

11.2.3麦克风（Microphone）

11.2.4话筒（Speaker）

11.2.5信号分析仪（SignalAnalyzer）

11.2.6信号产生器（SignalGenerator）

11.2.7流信号产生器（StreamingSignalGenerator）

11.3修改NIMultisim14中的LabVIEW仪表

11.4LabVIEW仪表导入NIMultisim14

11.4.1重命名模板项目

11.4.2标明界面信息

11.4.3生成用户仪表

习题

第12章基于NIMultisim14的PLD开发应用.

12.1新建PLD模块

12.2NIMultisim14中的PLD用户界面

12.3创建PLD电路

12.4基于PLD器件实现计数器

12.5基于PLD器件实现计数器的VHDL语言

习题

第13章基于NIMultisim14的Basys3的开发应用

13.1Basys3开发板概述

13.2Basys3开发板性的硬件结构

13.3Basys3开发板的软件安装

13.4基于NIMultisim14的Basys3开发板的编程

13.5基于Basys3开发板的十字路口交通灯控制器的设计

习题

第14章基于NIMultisim14的NIELVIS的开发应用

14.1NIELVIS概述

14.2虚拟NIELVISⅠ

14.2.1虚拟NIELVISⅠ操作界面

14.2.2虚拟NIELVISⅠ的仪表

14.2.3虚拟NIELVISⅠ应用举例

14.3虚拟NIELVISⅡ

14.3.1虚拟NIELVISⅡ操作界面

14.3.2虚拟NIELVISmx仪表的启动

14.3.3虚拟NIELVISmx仪表的使用

14.4原型NIELVISⅡ 硬件

14.4.1原型NIELVISⅡ 概述.

14.4.2原型NIELVISⅡ 硬件平台

14.4.3NIELVISⅡ 原型板信号

14.4.4原型NIELVISⅡ 主要性能指标

14.5NIELVISmx软件

14.5.1NIELVISmx软件的安装

14.5.2使用NIELVISmx软面板仪表

14.5.3使用NIELVISmx快捷虚拟仪表

14.5.4在SignalExpress中使用NIELVISmx仪表

14.6应用举例

14.6.1创建仿真电路

14.6.2搭建实际电路

14.6.3构建测试环境

14.6.4实际电路测试

习题

第15章基于NIMultisim14的NImyDAQ开发应用

15.1虚拟NImyDAQ

15.1.1NImyDAQ套件的安装

15.1.2NIELVISmx虚拟仪表的启动

15.1.3虚拟NImyDAQ

15.2原型NImyDAQ的硬件

15.2.1原型NImyDAQ的开发环境

15.2.2原型NImyDAQ信号接口

15.2.3原型NImyDAQ虚拟仪表的性能指标

15.3原型NImyDAQ的软件

15.3.1使用NIELVISmx软面板仪表

15.3.2使用NIELVISmx快捷虚拟仪表

15.3.3NImyDAQ与NIMultisim14

习题

第16章基于NIMultisim14的AnalogDesign2开发应用

16.1AnalogDesign2概述

16.2AnalogDesign2软件

16.2.1WaveForms5软件的安装

16.2.2WaveForms5软件界面

16.2.3硬件驱动

16.3AnalogDesign2仪表

16.4基于AnalogDiscovery2的智能仪器开发

16.4.1智能仪器开发环境的建立

16.4.2AnalogDiscovery2应用案例

习题

参考文献