作者：徐锦铭
　　[摘 要] 结合实例说明Multisim虚拟仿真技术在数字电路实训教学中的应用，展现了信息化技术手段对专业实训教学改革的促进作用，弥补了理论教学的不足之处，提高了学生对所学理论知识的理解能力，拓展了教学内容的深度和广度。
　　[关 键 词] Multisim；电工电子；信息化
　　[中图分类号] G712 [文獻标志码] A [文章编号] 2096-0603（2017）23-0150-01
　　数字电路是电工电子专业的必修课程，现阶段教学模式基本采用理实一体化的模式。理实一体化的教学模式中重要的一方面是利用现代教育技术将理论学习与实验实训操作的教学内容一体化设置。没有引入虚拟仿真技术之前的教学过程基本是“理论教学—实验实训”，而引入虚拟仿真技术后的教学过程变成“理论教学—虚拟仿真—实验实训”。
　　Multisim是美国国家仪器（NI）有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具，是电工电子专业在学习中使用较为广泛的虚拟仿真软件。它适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作，包含了电路原理图的图形输入和电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。下面以D触发器构成触摸延时开关电路为例，介绍Multisim虚拟仿真软件在数字电路实训教学中的应用。
　　一、触摸延时开关电路原理介绍
　　CD4013是双D触发器，分别接成一个单稳态电路和一个双稳态电路。单稳态电路的作用是对触摸信号进行脉冲展宽整形，保证每次触摸动作即可。双稳态电路用来驱动晶闸管Q1。
　　J1模拟触摸信号，当人手摸一下，人体泄漏的交流电在电阻R3上的压降，其正半周信号进入3脚CP1端，使单稳态电路翻转进入暂态.其输出端Q1即1脚跳变为高电平，此高电平经R4向C1充电，使4脚电位上升，当上升到复位电平时，单稳态电路复位，1脚恢复低电平。所以每触摸一次，1脚就输出一个固定宽度的正脉冲。此正脉冲将直接加到11脚CP2端，使双稳态电路翻转一次，其输出端Q2即13脚电平就改变一次。当13脚为高电平时，Q1开通，电灯点亮。当13脚为低电平时，Q1截止，电灯熄灭。
　　二、利用Multisim进行电路分析
　　数字电路的分析过程要经过两个过程，一是由整体到局部，二是由局部到整体。数字电路电路的输入和输出之间是一种逻辑关系。在分析数字电路时，我们要学会将庞大复杂的电路依据输入输出信号的特点进行模块划分，将整个电路划分成具有小功能特性的模块电路的过程就是由整体到局部的过程。根据电路的原理功能我们将上述电路拆分成三个子模块电路：单稳态电路、双稳态电路和继电器控制电路。
　　模块1电路的输出采用电平指示灯显示该模块的输出信号的逻辑状态，模块2电路的输入采用单刀双掷开关接高低电平来模拟上输入信号（即上一级模块电路的输出）的逻辑状态，采用电平指示灯显示该模块的输出信号的逻辑状态。模块3电路的输入采用单刀双掷开关接高低电平来模拟上输入信号（即上一级模块电路的输出）的逻辑状态。
　　在Multisim仿真软件中，我们可以方便地针对各个模块电路进行单独调试，分析其工作过程，将复杂电路化整为零，极大地提高学生的学习效率，激发学生的学习热情。同时在更换元件参数观察不同的实验现象时，只需在元件库中进行替换即可，省去焊接拆卸的过程，节约实验耗材。每个模块都调试完毕后，，即可将他们组合成完整的电路，从整体上分析电路的工作过程，完成由局部到整体的认知过程。
　　三、虚拟仿真技术的特点与局限性分析
　　通过上面的触摸延时开关电路的仿真实例，我们看到在数字电路教学中引入Multisim虚拟仿真技术，是和当前理实一体化教学模式相契合的，可以有效地将理论和实践相结合，使用方便且效果明显。学生使用一台计算机即可进行相关的自主学习，不受地点和时间的限制，增强学生学习的主观能动性。在虚拟仿真过程中，学生不会受到元件种类、实验室条件等硬件的约束。学生还可以利用虚拟仿真的开放性特点，设计多种实验方案，即时实验调试，选出最优方案，真正实现学以致用。
　　但是与实际焊接调试电路相比，虚拟仿真技术也有自身的局限性。它是处在一个绝对理想的条件进行的，得到的结果往往是一种理想结果，而且在一定程度上剥夺了学生动手操作的机会。因此虚拟仿真技术要和实际焊接调试电路相结合，学生既能利用虚拟仿真软件进行电路的搭建分析，又能根据仿真调试过程进行实际电路的焊接调试。
　　现阶段在数字电路或者电工电子专业实训教学中引入虚拟仿真技术，是实现教学过程信息化的一种手段。Multisim计算机仿真技术可以很好地解决理论教学与实际动手相脱节的这一难题。学生可以很方便地把刚刚学到的理论知识用计算机仿真真实的再现出来，极大地提高了学生的学习热情和积极性，让学生真正地做到变被动学习为主动学习。
　　参考文献：
　　[1]王冠华.Multisim10电路设计及应用[M].北京：国防工业出版社，2008.
　　[2]熊伟.Multisim7电路设计仿真应用[M].清华大学出版社，2005.

• 《新课程》杂志征稿通知
• 论文发表中的DOI是什么意思
• 《新课程》杂志论文知网收截图
• 新课程杂志主管单位主办单位说明
• 如何提高发表论文的“命中率”
• 《现代职业教育》杂志每版字数调整为2000字
• 现代职业教育杂志中国知网全文收录截图
• 中国知网期刊大全检索《现代职业教育》杂志
• 编辑在论文发表工作中的重要性