详解Multisim-10对单片机仿真实验步骤
Multisim10软件在单片机C语言协同仿真中的应用
收稿日期： 2010-08-30 作者简介： 潘启勇(1971—)， 男， 江苏宝应人， 常熟理工学院物理与电子工程学院讲师， 硕士， 研究方向： 嵌入式系统与智能 控制.
116 与教学具有指导意义.
常熟理工学院学报 （自然科学）
2010 年
1
Multisiml0 MCU 模块简介
Multisim 是美国国家仪器公司 （National Instruments） 开发的一款电子电路仿真和设计套件， 其前身是加拿
0
引
言
单片机技术是一门涉及到数字电子技术、 模拟电子技术、 计算机和通信等多个领域的应用型课程， 实践性 很强. 传统的教学模式一般是先基础后应用， 先课堂讲解， 再进行相关的实验. 由于和硬件密切相关， 只在课堂 上讲授理论， 学生在学习过程中会感到比较枯燥、 难理解. 而进入实验室， 由于实验学时和设备台套数的限制， 学生实践操作的时间很少， 况且有些实验项目往往是由教师事先设计好的， 学生基本不用预习就可以照本宣科 做出来， 应付了事. 另外， 学生课后自学又不具备实验条件. 这种理论与实践脱节的教学过程， 不仅会造成学生 对理论知识理解困难， 而且也导致了其动手能力不足， 严重影响教学效果. 因此， 在以往的单片机教学甚至开发过程中， 我们经常采用专用的计算机仿真软件进行测试， 如 51 系列 MCU 就经常使用 Keil 和 Proteus 软件. Keil 是美国 Keil Software 公司开发的， 是目前世界上最好的单片机开发工 具之一. 它支持汇编语言、 C 语言以及混合编程， 其软件仿真功能可以在没有硬件支持的条件下， 详细测试程序 运行情况； 然而其电路仿真功能则要受到很多限制， 需要借助第三方开发的动态 DLL 进行计算机模拟， 或者需 要价格较昂贵的硬件仿真器 MONITOR-51 的支持. Proteus 是英国 Lab center 公司开发的电路分析和仿真软件， 能够对 11 个大类百余种微处理器进行 CPU 及外围电路的仿真， 但在进行仿真调试时只能进行硬件改动， 而不 能直观地了解程序运行情况. 因此， 虽然这两种软件各自都可以进行单片机系统仿真， 但受到的限制也比较多. 目前更为常用的仿真办法是将 Keil 和 Proteus 结合在一起进行单片机系统的联合仿真. 二者联合仿真又分为离 线联合仿真和在线联合仿真两种情况. 前者在测试时需要在两个软件之间频繁切换， 后者则会占用大量的系统 资源. 现在， 这些问题都可以在 Multisim 中得到较为理想的解决. 本文结合单片机系统仿真实例， 介绍在 Multisim10 环境下， 利用 Multisim MCU Module 进行单片机 C 语言软硬件协同仿真的完整过程. 对于单片机系统开发
multisim仿真教程--单片机应用
图13.2.8存储器内部数据
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13.2.3交通灯管理控制器
1. 创建交通灯管理控制器 在电路工作区建立一个交通灯管理控制器电路如图13.2.9
所示。
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图13.2.9 交通灯管理控制器电路
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2.程序编写与汇编 单击MCU菜单可选择“MCU Code Manager（微控制器代码管
掌握单片机仿真平台的使用和单片机应用电路的仿真设计与分析方法是本章的重 点。注意单片机应用系统要求，单片机型号的选择，电路设计、电路功能的模块 化、程序编写和编译等设计技巧。解决一个实际问题，可以采用不同的单片机应 用电路形式。
第36页，共36页。
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图13.2.2 微控制器代码管理器对话框
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单击MCU →MCU 8051U1→ Debug View ，进入图13.2.3所示调 试对话框，窗口的上方显示简易计算器（Calculator）的程序， 在窗口下方的编译信息栏显示相关编译信息，程序汇编是否正确 将给出提示信息。如果程序有错误，点击出错提示信息，光标会 自动跳到程序出错处，检查错误并修改，直到编译通过。源程序 编译通过后，单击启动仿真按钮或者单击Simulate→Run，则可 进行加载仿真。注：详细的源程序请参考NI Multisim 10评估版 中Samples→ MCU Sample Circiut文件夹中的Calculator.asm （C:\Program Files\National Instruments\Circuit Design Suite 10.0\samples\MCU Sample Circuits\805x Samples\Calculator）。
Multisim10在单片机仿真中的应用
第30卷第3期Multisim10在单片机仿真中的应用吴凌燕(海军航空工程学院青岛分院 青岛 266041)摘 要:M ultisim10中M CU 模块可实现对8051、8052及PI C 系列单片机的仿真。
介绍了M ultisim10的基本情况,应用M u-l tisim10的M CU 模块仿真了单片机8051控制LED 灯的点亮过程,并通过该实例介绍了M ultisim10M CU 仿真模块的基本操作流程以及仿真的过程、方法及注意事项。
最后,总结了M ultisim10M CU 仿真模块进行单片机仿真的优点及不足之处。
关键词:M ultisim10;M CU ,单片机仿真中图分类号:T P399 文献标识码:AThe application of Multisim 10insingle -chip microcomputer simulationWu L ingyan(Naval Aeronautical Engineering Institure Qingdao Branch,Qingdao 266041,china)Abstr act :T he M CU module of M ult isim10can be used to sim ulate 8051,8052and t he PIC series micro -cont rollers.T hebasic informat ion of M ultisim10is introduced,and it s M CU module is used to sim ulate the process that a LE D is con -trolled by 8051.In th is sim ulation,the basic operating procedures,mothodand notes are proposed.Meanw hile,the advan -tage and disadvange of M CU simulat ing applicat ion are given.Keywor ds:Mult isim 10;MCU ;sngle -chip microcom puter sim ulation收稿日期:2010-80 引 言M ult isim10是NI 公司下属的Electronics Work bench Group 发布的交互式SPICE 仿真和电路分析的软件,前期发展经历了EWB5.0、EWB6.0、Multisim 2001、M ult-i sim 7、M ultisim8、M ult isim9等版本。
基于MULTISIM10的单片机系统仿真研究
文 章编 号 ：０ ６—９４ （ｏ ） ｌ ０ ４ １０ ３８ ２ ｍ ｏ 一 ２ ５—０ ４
计
算
机
仿
真
２０ 月 ０ 年１ １
基 于 ＭＵ Ｔ ＳＭ Ｉ Ｌ ＩＩ 单 片 机 系统 仿 真 研 究 Ｏ的
魏 学海 ， 刘晓红
（ 黑龙江科技学 院， 黑龙江 哈尔滨 １０ ２ ） ５０ ７ 摘要： 传统学习单片机 的方法需要硬件开发板 ， 因此必须投入一部分 资金在单片机及其外 围电路上 ， 给初学者带来 了经济上 的负担 。采用 Ｍｕｉｉｌ ｈｓ ０虚拟软件平 台可 以很容易的搭建硬件 电路 ， ｍ 并进行仿 真研究 。以波 形发生器 ， 两种 液晶显示屏 为 例， 介绍 了虚拟环境 下进行单片机学习的一种方法 ， 可以把传统的硬件设计 、 调试、 仿真集成在一个软 件环 境下。可 以做 到 边设计边实验 ， 改调试方便 ， 修 而且实验采用 的是虚拟元器件和测量仪器 ， 实验 成本 低 ， 实验速度快 。由于程 序设 计采用 汇 编语言 已经有相关的文献可以参考 ， Ｃ语言在这方面资料欠缺 ， 而 因此采用 了 Ｃ语言进行设计 ， 通过了仿真测试 ， 并 结果达
ＡＢＳ ＲＡＣＴ ： ａ ｉ ｏ ａ ｔ ｏ ｓ ｏ ａｎ ｎ ｃｏ ｏ ｔｏｌｒｎ ｅ ｓｈ ｒ ｗ ｒ ｅ ｅ ｏ ｍｅ ｔｂ ａ ｄ Ｏ ｐ ｒ ｏ ｅ ｆ ｎ ｓ Ｔ Ｔｒｄ ｔ ｎ ｌ ｉ ｍｅｈ ｄ ｆ ｅ ｒ ｉｇ ｍｉ ｒｃ ｎ ｒ ｌ ｅ ｄ ａｄ ａ ｅｄ ｖ ｌ ｐ ｎ ｏ ｒ ，Ｓ ａｔ ｆ ｈ ｕ ｄ ｌ ｅ ｔ
到 了预 期 设 计要 求 。
关键词 ： 波形发生器 ； 液晶显示屏 ； 虚拟环境； 真 仿
中 图分 类 号 ：Ｐ ９ ． Ｔ ３ １９ 文 献 标 识 码 ： Ｂ
使用Multisim10软件分析和仿真数字电路
高等教育 课程教育研究·47·过勤工俭学知道父母挣钱的不易，有利于学生的成长也能让学生返校后更加勤奋的学习，其二可以对他们日后的工作多多少少做一些铺垫，至少，熟悉了现在的工作环境后，日后到了工作单位，也不至于太陌生，也就更容易适应新的工作岗位了。
因此在这个立场上许多职校、家长以及学生本人都能坦然接受并鼓励学生本人参与勤工俭学这一成长过程。
二、参与工程中正确看待利与弊，找准自己的位置然而任何事情有利就有弊，就像力的原理力是相互性的；在勤工俭学这一社会活动上同样的在这一点，在这些年职校学生中，做得也不是尽善其美。
在这一活动中有这样一部分学生存在，扛着背包去了一个单位。
一看，啊！怎么就这样啊！和自己想的差的太远了，这是人呆的地方嘛，不干了，就走了。
当然，这算是比较极端的例子。
更多的是，干上一个礼拜、一个月，干上一段时间就走了的，是大有人在。
这里面，学生有原因，某些施工单位也有一定原因。
这个原因，余学生而言、只能说他们初出茅庐、把一切想象的太美好，在真正经历现实社会的时候才会被社会一巴掌扇醒；也不怪学生想象的太美好只能说他们还没经历过社会没有那么好的心态去承受、去迎接新事物。
对此我只是想说：贵在坚持。
每回我都鼓励学生，要坚持，不要老是想着换个单位就好了。
勤工俭学多为电子厂、一天两班制上班时间比较长，大都是这个样子，远离市区，早出晚归，没有星期六、星期天，少有节假日，……定要根据自身的情况，看看是不是真的不能适应。
换而言之不是逃避回家而是就算换一家单位，或许等你换了新的工作环境心里倒又觉得，咋还不如我前面那一家哩！每回有这种情况，我都要调侃学生：“都说人比人气死人，可是你有没有想过别的同学都能做下来为什么自己不能呢？难道自己就比别人差！”对方只是苦笑着摇头，没有言语了。
其实在人生的路上怎么可能一帆风顺，当你感觉累的时候或许你只是在走上坡路，你看见坐在路边休息的同伴很是轻松你心里难道就松懈？可是你忘了他已经在原地踏步，而你还在不断向前；近期网上有段很火的话，砍柴人和放羊人的故事，有人认为砍柴人应该放弃跟放羊人的无效社交，也有人认为砍柴人是在跟放羊人交流经验好知道哪里的柴多，这个故事只是想告诉我们端正自己的心态端正自己的角度；在人生的路上人们或许会选择不同的路走，但唯有一点不该前行的道路上一碰到石头就掉头往家里走，一旦养成这样的心理，想要到达目的地着实有些困难。
基于Multisim 10平台的单片机程序设计与仿真
第３ １卷
术 指标要 求 ； 另一 方 面 ， 又可 通过改 变 电路 的结 构 、 器件 参数 ， 整 个 电路 的性 能 达 到最 佳． 元 使 使用 者 根据 仿 真 电路 的结果 ， 将实 际 电路 制作 出来 ， 样 ， 仅降低 了电路 的设 计成本 ， 这 不 同时也拓 宽 了设计 人 员设 计产
实 验 ；３ 可 以方便 地对 电路 参数 进行 测试 和 分析 ；４ 可 以直 接 打印输 出实 验数 据 、 （） （） 测试 参 数 、 曲线 和 电路 原 理 图 ；５ 不 消耗 实 际的元 器件 ， （） 实验 所 需元 器 件 的种 类 和数 量 不 受 限制 ， 实验 成 本 低 、 度快 、 速 效率 高 ； （） ６ 设计 和实 验成 功 的电路 可 以直接在 产 品 中使 用 ． 通过 软 件 将元 器 件 和 仪 器集 合 为 一体 ， 电子 设 计人 员 利用 这个 软件 可对所 设计 的电路进 行仿 真 和调 试 ， 方 面可 以验证 所 设 计 的 电路 是 否 能 达到 所 设计 的技 一
关 键 词 ： 片 微 机 ； ｕｔ ｉ 软件 ； Ｕ 模 块 ； 序 仿 真 单 Ｍ ｌｓ ｉｍ ＭＣ 程
中 图分 类 号 ： Ｐ ９ ． ２ Ｔ ３ １ ７ 文 献 标 志码 ： Ａ
单 片机 自 Ｉ ｔｌ 司于 １ ７ ｎｅ公 ９ ６年推 出第 １ 单 片机 ＭＣ 代 Ｓ一４ ８至 今 已推 出了 ３ ， 片机 技术 得 到迅 猛 代 单 发展 ， 乎 很难 找 到 哪 个领 域 没 有 单 片机 的踪 迹． 片 机 的开 发 应 用 已在 工 业 测控 、 电一 体 化 、 能 仪 几 单 机 智 表 、 用 电器 、 空航 天 电子 系统 以及 办公 自动 化 等各 个 领 域 中 占据 了重 要 地 位． 片机 技 术 发展 的迅 猛 家 航 单 之势 、 迫使各 界 人士 不得 不重新 审视 它在现 代技 术 中所 占的地 位 ． 广 大科 技 人 员 来 说 ， 面 临着 知 识更 对 正 新 和 提高 ， 同时 也给 非计 算机科 技 人员 提供 了参 与 微 控 制机 研 究 、 发 的 机遇 和责 任 ， 切 要求 广 大 科技 开 迫 人 员及 早掌 握单 片机 技术 ， 动现 代技 术 的进步 和发 展［ ． 推 １ ］ 单 片机是 靠 程序运 行 的 ， 片 机开发 技术 人们 面前 的关 键 任务 就是 要学会 编 写程 序 ， 而在 编 写单 片 单 然 机 程序 的编辑 源 代码一 编译 源 代码一 程 序仿 真一 芯 片烧写 等 ４个步 骤 中 ， 序仿 真 又是 重 中之 重 ， 程 一个 仅 靠计 算机 软件 而不 依赖 于其 他 任何 开发设 备且 实验 成本 低 、 速度 快 、 率 高 、 时 的程 序仿 真 环境 ， 效 实 一直 是 ２ １ —０ —２
Multisim-10的应用-数字电路仿真(1)
正脉冲幅值 负脉冲幅值 偏移电压 占空比 频率/周期 上升时间 下降时间 延时/延时率 有效占空比 替换
三种综合信号发生器
虚拟综合信号发生器
安捷伦信号发生器
LabView信号发生器
(3)获取仿真结果形式：
直流工作点
电路参数值
图形有数码和波形两种
谐波分析
数据以文字方式为主
（4）组合逻辑电路的分析与设计
已知函数表达式，逻辑转换仪可以直接给出逻辑图
任意门实现
与非门实现
组合逻辑电路逻辑测试－“总线”应用
BUS1 74LS138输入波形 BUS1 74LS148输出波形 BUS2 74LS148输出波形
在组合逻辑测试电路中，为了简化逻辑图，在图中设 立了BUS1、BUS2两个总线，将相关的测试点接入总 线，这样逻辑图中就减少了逻辑连线。总线上可以挂 接任意连接点。
对已知器件可以直接调用，再按照原理图搭建电路后再进行分析和设计； 对不熟悉的器件应该从帮助菜单或器件属性修改界面的“Info”选项进入，查找器件的功能和使用方法，参照图10-31，或查找其它相关资料。
（2）选择、设置合适的信号源
用信号源、振荡电路均可产生连续的数字信号，也可用 开关、或对信号源、振荡电路设置产生控制脉冲信号。频率、 占空比等动态参数设置对于仿真结果起很大的作用。
拖动前
拖动后
在空白处，快速点击鼠标左键两次就是节点； 用快捷键Ctrl+J，然后点击鼠标左键一次，也 可放置一节点； 用Ctrl+T，可以在空白处添加文字； 用Ctrl+T，可以打开元器件放置菜单； 用Ctrl+R，可旋转器件； 用Alt+X， 可依水平翻转器件； 用Alt+Y， 可以垂直翻转器件…
Multisim10的基本使用-搭建电路
2.标准工具栏(StandardToolbar)：新建、打开、保存、打印这些都是常用的功能按钮。
3.电路工作区(Circuit Windows or Workspace)：即电子实验台，该工作区是用来搭建、编辑电路图以及进行仿真分析、显示波形的地方。
4.设计工具箱(Design Toolbox)：利用设计工具箱这个管理窗口可以把有关电路设计的原理图、PCB图、相关文件、电路的各种统计报告进行分类管理，还可以观察分层电路的层次结构。设计工具箱可在“视图”菜单下关闭或打开。
任务实施
一、认识Multisim10的操作界面
如图1-5所示的Multisim10操作界面，就如同一个真实的电子实验台。有菜单栏、工具栏、电路仿真开关、元器件栏、仪器仪表栏、电路工作区、设计工具箱、状态栏和电子表格。
1.菜单栏(Menu Bar)：Multisim10的所有功能均可在此栏找到，其中MCU表示是单片机菜单。
（a）“ANSI”标准的一些电路符号 （b）“DIN”标准的一些电路符号
图1-12Multisim10中的两种符号标准
另外两栏内容可以采用默认设置，如图1-7所示。以上两项设置完成后，先单击对话框下方的 “确定”按钮退出。
（2)设置电路保存路径和方式
在“首选项”设置对话框，打开的“保存”选项页，该页下有3栏内容。如图1-13所示，可以勾选“创建安全复件”以防止搭建的文件丢失；勾选“自动备份”，可设置为自动保存和自动保存的时间间隔；勾选“保存仿真数据和仪器”可保存仪器设备和设置保存空间。
（3）设置大小粗细和字体
单击“表单属性”对话框的“配线”的选项页，可在该页选择导线、总线宽带；在“表单属性”对话框的“字体”的选项页，可选择系统字体大小和类型。最后取消“以默认值保存”前的“√”，然后单击“确定”按钮退出。
NI multisim 10仿真软件的基本操作
他实验一 NI multisim 10仿真软件的基本操作1．本次实验的目的和要求NI Multisim 10仿真软件是电子电路计算机仿真设计与分析的基础。
本次实验的目的和要求：掌握NI multisim 10系统，NI multisim 10的主窗口、菜单栏、工具栏、元器件库、仪器仪表库的基本界面；NI Multisim 10的文件（File）、编辑（Edit）、创建子电路等基本操作；元器件的操作、电路图选项的设置、导线的操作、输入/输出端等电路创建的基础；数字多用表、示波器、函数信号发生器、电压表、电流表等仪器仪表的基本操作；NI Multisim 10的电路分析菜单和分析方法。
2．实践内容或原理重点掌握NI Multisim 10仿真软件的基本操作方法，重点是NI Multisim 10的菜单、工具栏、元器件库、仪器仪表库、电路创建的操作方法。
主要包含有：①NI multisim 10的基本界面、主窗口、菜单栏、工具栏②NI multisim 10的元器件库③NI multisim 10的仪器仪表库④NI multisim 10的基本操作a. 文件（File）基本操作b. 编辑（Edit）的基本操作c. 创建子电路（Place →New Subcircuit）d. 在电路工作区内输入文字（Place→Text）e. 输入注释（Place→Comment）f. 编辑图纸标题栏（Place→Title Block）⑤电路创建的基础a. 元器件的操作b. 电路图选项的设置c. 导线的操作e. 输入/输出端⑥仪器仪表的使用a. 仪器仪表的基本操作b. 数字多用表（Multimeter）c. 函数信号发生器（Function Generator）d. 瓦特表（Wattmeter）e. 示波器（Oscilloscope）f. 波特图仪（Bode Plotter）g. 字信号发生器（Word Generator）h. 逻辑分析仪（Logic Analyzer）i. 逻辑转换仪（Logic Converter）j. 失真分析仪（Distortion Analyzer）k. 频谱分析仪（Spectrum Analyzer）l. 网络分析仪（Network Analyzer）m. 电流/电压（I/V）分析仪n. 测量探针和电流探针o. 电压表p. 电流表⑦NI multisim 10的分析菜单3．需用的仪器、试剂或材料等①计算机②NI Multisim电子电路计算机仿真软件③教材《基于NI Multisim的电子电路计算机仿真设计与分析》黄智伟主编，电子工业出版社，20114．实践步骤或环节本次实验的目的和要求是重点掌握NI Multisim 10的基本内容和使用方法，这是进行以后各章学习的基础。
Multisim10——电路仿真基本操作
用户仿真界面的设置2.1.1全局参数的设置选项（option）—》Global preferences弹出如下所示：路径（显示Multisim 10在电脑中所有的文件的路径，可按照习惯更改系统默认存储路径）保存：对文件的保存方式进行设置，用户可选择创建安全备份、设置自动保存时间间隔和仿真结果保存。
零件：●符号标准：ANSI美国标准DIN欧洲标准，我国的元器件符号与欧洲的相近。
●数字仿真设置：理想的可实现快速仿真，真实的更加贴近真实不过需要电源和接地端。
常规2.1.2图纸属性设置选项（option）—》sheet preferences 电路PCB（印刷电路板）可见2.2元器件基本操作2.2.1选取元器件（鼠标放在上面不动时有中文解释）2.2.2搜索元器件单击元器件》元器件选择对话框》搜索元器件》单击高级可提供更多的搜索条件2.2.3复制元器件选中要复制的元器件快捷键复制Ctrl+C 张贴Ctrl+V 或者2.2.4元器件的调整2.2.5元器件的删除delete2.3连接线的基本操作2.3.1线路的连接1)元器件与元器件的连接2)元器件与连接线的连接3)连接线交叉连接如下所示，如果没有节点说明两条线没有接到一起4)在已经连接好的连接线上添加元器件2.3.2连接线位置的调整单击导线，将鼠标放置在导线上，光标变成可调整的状态时即可拖动导线2.3.3连接线颜色的调整连接线的默认颜色可以在图纸设置进行修改或者只需改变某一段连接线的颜色，单击连接线在按鼠标右键即可2.3.4节点的操作放置》节点删除：选中节点，鼠标右键删除2.3.5删除导线选中，鼠标右键或者直接delete2.4文本和标题栏2.4.1修改元件标识1．元器件双击所要修改的某个元器件（如下所示），便可以对参数进行设置。
2．节点节点标号自动分配，要修改则双击要更改节点的导线2.4.2添加文本放置》文本2.4.3添加注释放置》注释双击注释图标2.4.4电路标题栏放置》标题栏title blockNI公司标志、标题、设计人、审核人、审批人、描述、文档编号、日期、图纸编号、版本、图纸尺寸2.5电路图打印2.6Multisim 10帮助。
Multisim10电路仿真软件的使用
交互性强
2
用户可以在软件中直接拖拽元件和导线进行电路设计，方便
快捷。
支持多种电路分析
包括时域分析、频域分析、离散傅里叶变换等，帮助用户深 入理解电路的工作原理。
软件功能
元件库管理
软件提供了丰富的元件库，用户可以根据需要添加、删除或修改元件。
电路设计
用户可以创建、编辑和保存电路图，支持多种电路设计风格。
通过数字电路仿真，可以快速发现和修正设计中的错误，提高数字电路的 设计质量和可靠性。
电力电子电路仿真
电力电子电路是实现电能转换和控制的关键技术，Multisim 10提供了专业的电力电子元件库和仿真分 析工具。
使用Multisim 10进行电力电子电路仿真，可以模拟大功率电路的工作状态和性能，预测和控制电路的 行为。
电路的性能。
参数优化
通过调整元件参数，如 电阻值、电容值等，优 化电路的性能指标。
布线优化
对电路进行布线优化， 提高电路的可靠性、减
小电磁干扰等。
多电路仿真多个电路同Fra bibliotek仿真Multisim 10支持多个电路同时仿真，便于比较不同 电路的性能。
仿真结果对比
用户可以对不同电路的仿真结果进行对比，以便选择 最优设计方案。
软件操作卡顿或崩溃
总结词
软件性能问题或系统资源不足
解决方案
关闭其他运行中的程序，释放系统资 源；尝试升级计算机硬件，如增加内 存、更换更快的硬盘等；重新安装软 件或更新至最新版本；联系软件技术 支持寻求帮助。
THANKS
电路图绘制错误
总结词
绘图工具使用不当或元件放置错误
解决方案
熟悉软件提供的绘图工具和元件库，掌握正确的使用方法；在绘制电路图时， 仔细检查元件连接和放置，确保无误；使用软件的检查功能，查找并修正错误。
基于multisim10的单片机仿真设计研究
基于multisim10的单片机仿真设计研究摘要介绍了利用multisim10设计单片机的理论、方法和过程。
利用软件来设计单片机系统的电路图、源程序,并通过不同的手段仿真分析系统,并获得了比较理想的效果。
关键词Mulitsim10;单片机;仿真Multisim是目前高校和科研部门中应用最多的电子电路仿真软件,它有极强的仿真功能,界面友好,形象的“虚拟仪表”,使它成为迄今为止使用最方便,最直观的仿真软件之一。
自Multisim9以后,NI Multisim就致力于完善MCU单片机仿真的开发,而NI Multisim10开始它拥有了强大的MCU模块,支持4种类型的单片机芯片,支持对外部RAM、外部ROM、键盘和LCD等外围设备的仿真,分别对4 种类型芯片提供汇编和编译支持;所建项目支持C代码、汇编代码以及16进制代码,并兼容第三方工具源代码;包含设置断点、单步运行、查看和编辑内部RAM、特殊功能寄存器等高级调试功能。
再加上其强大的数字仪器环境和数字分析环境,使其成为为数不多的经典单片机仿真软件之一。
1 Multisim 10中单片机系统电路设计为了说明Multisim10强大的单片机系统仿真设计功能,在此选择了单片机串并口转换LED显示电路作为对象。
本设计利用单片机与七段数码显示器,通过4个串联的串入/并出移位寄存器74LS164直接驱动,该电路可以同8051单片机的串行口(或两根I/O线)直接相连,通过串行口将显示段码逐位送出,并用四个数码管同时显示四位十进制数。
在Multisim原理图设计文件中调用丰富的元件库并绘制电路图如图1所示:2 Multisim10中的程序设计2.1在总的工程下面建立原理图/MCUworkspace/protject/.asm汇编程序设计文件,分支结构如图2所示:2.2在main.asm文件中编写程序代码如下:$MOD51; This includes 8051 definitions for the Metalink assembler;(Multisim10编译汇编语言必须要写TABLE:DB0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H;0~~9的段码表END3 Multisim 10中单片机系统电路仿真3.1在源文件里选择build进行编译,并顺利通过,即在软件平台上将源程序与硬件电路融为一体。
Multisim10电路仿真软件的使用精讲
? VHDL Simulation: VHDL语言程序仿真 。
? Global Component Tolerances… ： 全局元件容差设置。
Transfer---文件输出
单击主菜单栏的Transfer按 钮，将弹出下拉菜单，如图所示， 菜单中常用命令及功能如下：
? 可以对被仿真的电路中的元器件设置各种故障、如开路、
短路和不同程度的漏电等，从而观察不同故障情况下的 电路工作状况；
? 在进行仿真的同时，软件还可以存储测试点的所有数据，
列出被仿真电路的所有元器件清单，以及存储测试仪器 的工作状态、显示波形和具体数据等。
利用MULTISIM 可以实现计算机仿真设计与虚拟实验， 与传统的电子电路设计与实验方法相比，具有如下特点：
? Transfer to Ultiboard：传送给 Ultiboard（PCB板设计软件）。
? Transfer to other PCB Layout：传 送给其他PCB板设计软件。
? Backannotate from ：从Ultiboard 返回主要信息。
? Export Netlist：输出网络表文件。
窗口。 ? Toolbars ：设置工具栏是否显示。 ? Grapher :打开图形窗口。
Place---放置
单击主菜单栏的Place按钮， 将弹出下拉菜单，如图所示，菜 单中常用命令及功能如下： ? Component…：放置元件。
? Junction：放置节点。 ? Wrie:放置连接线。 ? Bus：放置总线。 ? Connectors:放置连接端子。
电子设计基础
Multisim 10电路仿真软件的使用
Multisim10基本操作电路创建仪器仿真
1.1.6 子电路创建 子电路是用户自己建立的一种单元电路。将子电路存放在用
户器件库中，可以反复调用并使用子电路。利用子电路可使复 杂系统的设计模块化、层次化，可增加设计电路的可读性、提 高设计效率、缩短电路周期。创建子电路的工作需要以下几个 步骤：选择、创建、调用、修改 。 子电路选择：
把需要创建的电路放到电子工作平台的电路窗口上，按住 鼠标左键，拖动，选定电路。被选择电路的部分由周围的方框 标示，完成子电路的选择。
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8. PCB选项 PCB选项选择与制作电路板相关的命令 。
9. Default对话框 Set as Default按钮将当前设置存为用户默认设置，影响新建
电路图；Restore Default按钮将当前设置恢复为用户的默认设置。 OK按钮不影响用户的默认设置，只影响当前电路图设置。
1.2.3 导线 主要涉及的操作有：导线的形成、导线的删除、导线颜
13
2. 选中元器件 鼠标点击元器件，可选中该元器件。
3. 元器件操作 选中元器件，单击鼠标右键，在菜单中出现下列
操作命令：
命令名称 Cut Copy Paste Delete Filp Horizontal Filp Vertical 90 Clockwise 90 CounterCW Bus Vector Connect Replace by Hierarchical Block Replace by Subcircuit Replace Components Edit Symbol/Title Block Change Color Font Reverse Probe Direction Properties
原始图像 顺时针旋转90 逆时针旋.4 文本基本编辑 对文字注释方式有两种：直接在电路工作区输入文字或者在
详解Multisim10仿真实验步骤
详解Multisim10仿真实验步骤详解Multisim 10仿真实验步骤一、实验目的熟悉并掌握Multisim10对单片机的仿真过程。
加深对单片机硬件以及软件理论知识的理解。
二、实验原理1、Multisim10美国国家仪器公司下属的ElectroNIcs Workbench Group在今年年初发布了Multisim 10。
新版的Multisim10，加入了MCU模块功能，可以和8051等单片机进行编程联调，该软件元件丰富，界面直观，虚拟仪器的逼真度达到了让人相当高的程度，是电子设计、电路调试、虚拟实验必备良件。
工程师们可以使用Multisim 10交互式地搭建电路原理图，并对电路行为进行仿真。
Multisim提炼了SPICE仿真的复杂内容，这样工程师无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计，这也使其更适合电子学教育。
通过Multisim和虚拟仪器技术，PCB设计工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。
下面将简单介绍一下Multisim10刚加进来的MCU模块的使用方法。
双击桌面上的multisim10图标，由于软件比较大，需要等待一定的时间才能进入以下界面（图一）：图一Multisim10界面和Office工具界面相似，包括标题栏、下拉菜单、快捷工具、项目窗口、状态栏等组成。
标题栏用于显示应用程序名和当前的文件名。
下拉菜单提供各种选项。
快捷工具分为：文件工具按钮，器件工具按钮，调试工具按钮，这些按钮在下拉菜单中都有，并经常用到，现在放在工具栏里是为了方便使用。
项目窗口中的电路窗口是用来搭建电路的，Design Toolbox工具栏是用来显示全部工程文件和当前打开的文件。
状态栏用于显示程序的错误和警告，如果有错误和警告那还还需要重新修改程序。
直到没有错误为止才能正常加载程序。
在电路窗口的空白处点击鼠标右键，将出现如下菜单（图二）：图二菜单包括：放置元件（place component）、连接原理图（place schematic）、放置图形（place graphic）、标注（place comment）等，这里我们最常用到的只有第一个放置元件：点击菜单中第一个选项或者按“CTRL+W”会出现以下元器件选择对话框（图三）：图三在Group中选择我们需要的器件的类别，在Family中选择我们需要的器件，点击“OK”即可。
Multisim进行单片机仿真实践
在前期的准备工作都做好了后，就可以开始进行单片机的仿真实践了。
单片机的仿真软件有英国的 Protues 、美国 NI 的 Multisim ，现在网络上关于 Multisim 进行单片机仿真的相关文章不多，虽然有人说 Multisim 的数字仿真不如 Protues 但是 Multisim 作为EWB 的改进版继承了 EWB 的简洁界面、优秀的元器件向导方式让我爱不释手，因为之前有了一年多的 Multisim 的仿真经历，为了不再多花时间去重新学习一款软件所以决定用Multisim 进行仿真。
下面我将以“点亮第一个 LED ”为实验例子进行仿真实践和《 Keil 的软件调试》（《 Keil 的软件调试》将在下一篇博文发表）：说明：本人实验所用软件为 Multisim12 （汉化版）、 Keil 4 （英文版），以下所述内容均假定软件你已安装并激活、以及你已具备 Multisim 和 Keil 的初步知识。
1.打开 Multisim 12（11也可以）进入主界面；2.点击上面的MCU弹出对话框，在其中选择805x中的8051；3.选择完了后开始进入MCU向导（共三步），按提示完成工作区路径的设置和工作区名称的填写；4.MCU向导的第二步，在项目类型上选择“外部十六进制文件”，此步为了Keil的“HEX”的加入；5.MCU向导的第三步，点击“完成”既可，现在你已完成了MCU工程的建立；6.搭建你的最小系统，进行软件仿真的好处就在这一步，他可以略去复位电路和外部振荡电路的搭建，实现你学到哪就仿真到哪；（关于图中电容的计算方法：你所选取的LED原件都有U和I的值，我选的为1.83v、20mA，VCC=5v，当LED亮起其阴极电平为0，电阻两端电压Ur=5-1.83=3.17v，所求r=3.17v/20mA=158.5Ω，一般选择里这个值接近的市面常见电阻值）7.前六步已经完成了前期MCU工程的建立和最小系统的搭建，现在就要开始为你的单片机编写程序了；8.打开Keil，点击工具栏上的Project下的"New μVision Project"在弹出的窗口中完成项目和项目文件的命名，在弹出的窗口中进行单片机型号的选择（在这里它的型号按各大公司分下的系列分类，种类齐全，当单击选中某款芯片后右侧会显示这款芯片的介绍），这里我们选择Atmel的AT89C52并点击“OK”；9.现在你的Keil工程已经建立。
Multisim10仿真软件在单片机实践教学中的应用
的教 学采用 的是 先设 计 电路 ， 后 在 面包 板 或 实 验 然 箱进 行实验 、 整参数 ， 调 最后 再 制版 、 装 、 安 调试 。这 种方 法存在 技术 手段 陈 旧 、 开发 周期 长 、 试过程 较 调 为繁琐 ， 而且 修 改 电路 也 不 容 易 。而 将计 算 机 仿 真 技术 与传统 方 法相 结 合 ， 以实 现 电路 的仿 真 。学 可 生可 以在虚 拟环 境下 完成 电路 设计 、 择元 件 、 算 选 计 与调整 参数 以及 观 测仿 真 结 果 ， 后 在 根据 仿 真 的 最 结 果制 作 Ｐ Ｂ板 等 一 系 列 环节 。可 以激 发 学 生 的 Ｃ
第２ ４卷 第 ３ 期
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Multisim10在51单片机仿真中的运用2
搭建电路设置MCU建好的电路图如图1所示，各器件的名称等信息如附表所示。
需要说明的是电路图中的单片机不用连接晶振也可以进行仿真，时钟频率（速度）的设置见下文。
图1 带复位功能的简单计数器的电路图附表搭建电路时，当将单片机U1放入电路图中时，会出现MCU向导，如图2所示。
第一步，分别输入工作区路径和工作区名称。
工作区名称任意，这里输入MCUCosimWS。
第二步，如图3所示，在项目类型（Proj ect type）下拉框有两个选项：标准(Standard)和加载外部Hex文件(Load External Hex File)，你可以在Kei l等环境下编写汇编和C源程序，然后生成Hex文件，再通过“加载外部Hex文件”导入。
限于篇幅这里选标准（Standard），接着在“编程语言”（Programming language）下拉框里会有两个选项：C和汇编（Asse mbly），如果选择C，则在汇编器/编译器工具(Assembler/Compiler tool)下拉框会出现Hi-Tech C51-Lite c ompiler，我们这里选择汇编（Assembly），则出现8051/8052 Metalink assembler。
接下来在项目名称（Pr oject name）里输入名称，如CosimProject。
第三步，如图4所示，对话框里有两个选项：创建空项目（Cr eate empty project）和添加源文件(Add source file)。
选择添加源文件，点击完成。
保存文件，键入M10C osim作为文件名，然后查看“设计工具箱”(Design Toolbox)，应如图5所示。
你可能更愿意用C来编写程序，而不是汇编，或两个都用，或还想引入外部Hex文件，这都可以通过用“MCU代码管理器”添加MCU项目来解决。
在设计工具箱里右键单击MCUCosimWS，选择“MCU代码管理器”（MCU Code Manager），点击“新MCU项目”（New MCU Project）按钮，选择“项目类型”（Proje ct Type），可以是标准（Standard）或加载外部Hex文件(Load External Hex File)，这里选“标准”，接着输入名称，如Cosim_C_Project，确定后就可以在MCU代码管理器对话框里进行下一步设置了，可以创建新文件，设置汇编器/编译器等等。
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详解Multisim 10仿真实验步骤时间：2010-06-22 04:19:17 来源：作者：一、实验目的熟悉并掌握Multisim10对单片机的仿真过程。
加深对单片机硬件以及软件理论知识的理解。
二、实验原理1、Multisim10美国国家仪器公司下属的ElectroNIcs Workbench Group在今年年初发布了Multisim 10。
新版的Multisim10，加入了MCU模块功能，可以和8051等单片机进行编程联调，该软件元件丰富，界面直观，虚拟仪器的逼真度达到了让人相当高的程度，是电子设计、电路调试、虚拟实验必备良件。
工程师们可以使用Multisim 10交互式地搭建电路原理图，并对电路行为进行仿真。
Multisim提炼了SPICE仿真的复杂内容，这样工程师无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计，这也使其更适合电子学教育。
通过Multisim和虚拟仪器技术，PCB设计工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。
下面将简单介绍一下Multisim10刚加进来的MCU模块的使用方法。
双击桌面上的multisim10图标，由于软件比较大，需要等待一定的时间才能进入以下界面（图一）：图一Multisim10界面和Office工具界面相似，包括标题栏、下拉菜单、快捷工具、项目窗口、状态栏等组成。
标题栏用于显示应用程序名和当前的文件名。
下拉菜单提供各种选项。
快捷工具分为：文件工具按钮，器件工具按钮，调试工具按钮，这些按钮在下拉菜单中都有，并经常用到，现在放在工具栏里是为了方便使用。
项目窗口中的电路窗口是用来搭建电路的，Design Toolbox工具栏是用来显示全部工程文件和当前打开的文件。
状态栏用于显示程序的错误和警告，如果有错误和警告那还还需要重新修改程序。
直到没有错误为止才能正常加载程序。
在电路窗口的空白处点击鼠标右键，将出现如下菜单（图二）：图二菜单包括：放置元件（place component）、连接原理图（place schematic）、放置图形（place graphic）、标注（place comment）等，这里我们最常用到的只有第一个放置元件：点击菜单中第一个选项或者按“CTRL+W”会出现以下元器件选择对话框（图三）：图三在Group中选择我们需要的器件的类别，在Family中选择我们需要的器件，点击“OK”即可。
在选择805X和PIC等可编程器件时会出现如下对话框（图四）：图四这时我们只要在“Please enter the workspace name”中输入英文的文件名就可以点击“Next”进入第二步（图五）：详解Multisim 10仿真实验步骤时间：2010-06-22 04:19:17 来源：作者：图五在第二步中要选择的是：在“Programming language”中选择“ Assembly”，表示用汇编语言编写，如果选择“C”则表示用用C语言编写。
点击“Finish”,完成了对单片机的设置。
那么在软件界面左边的“Design Toolbox”中会出现新的文件，如下图（图六）所示：图六点击Circuit1项目窗口即显示电路窗口（图七）：图七点击main.asm，项目窗口中就显示编程窗口（图八）：图八回到电路窗口，按照下图选择元器件，并且按照下图（图九）将电路连接好：图九连好电路图以后，点击main.asm来到编程窗口（图十）进行程序的编写：图十程序写在“$MOD51”和“END”之间（图十一）：图十一程序写完以后要进行程序载入，用鼠标右键点击Design Toolbox栏里的main.asm，选择“Build”，然后在软件的最下方的“Spreedsheet View”栏中会显示编程的错误和警告，如果出现错误会在该栏中显示并显示出错的具体位置，那么我们要回到编程窗口找到错误并修改，一直修改到0错误和0警告为止（图十二）。
详解Multisim 10仿真实验步骤时间：2010-06-22 04:19:17 来源：作者：图十二以上工作完成以后，我们回到电路窗口，找到快捷工具栏中的“RUN”按钮（图十三中的第一个按钮）图十三按下“RUN”以后电路窗口中的LCD就开始显示了（图十四）：图十四2、LCD的引脚和时序1、VCC 接电源+5V。
2、CV 接电源+5V 调节显示屏灰度的，调节该端的电压，可改变显示屏字符颜色的深浅。
（具体实物要看厂家的数据手册，有些VO要求接地）3、GND 电源地，接地。
4、E 信号使能，E由1 -> 0的下降沿有效，LCD对RS和DATA进行取样和执行操作。
5、RS 数据/命令选择端，1-数据、0-指令。
6、RW 读写选择，1-读、0-写，如果LCD函数没有用到这个IO口的话就把它接地。
7、D7~D0 Data I/O,接单片机的IO口，用于输入数据或者指令。
LCD开始工作第一步要进行初始化，初始化程序：CLR P3.0；LCDSETB P3.1MOV P1,#03HCLR P3.1SETB P3.1MOV P1,#0CHCLR P3.1SETB P3.1MOV P1,#06HCLR P3.1初始化以后就可以进行指令和数据的读写了。
第一次显示数据以后要进行第二次数据显示，则需要进行清屏，清屏程序：CLR P3.0；LCDSETB P3.1MOV P1,#01HCLR P3.1SETB P3.0接下去就可以再次进行数据和指令的读写了。
3、实现的功能本次实验要求实现基于单片机的LCD显示，LCD分两次显示，第一次显示“0123”第二次显示“456789A”。
LCD采用08x1的液晶显示器，单片机采用8051。
三、实验内容1、建立工程存放文件夹：打开“我的文档”，在National Instruments文件夹中打开Circuit Design Suite 10.0，然后在MCU Workspaces文件夹中新建一个文件夹，文件名为project。
2、双击桌面上的Multisim10的图标,软件打开需要等待一定的时间。
3、设置：点击菜单栏中的“Options”，选择“sheet properties”，在Circuit中的“NET names”栏里选中“Hide All”，然后再点击Workspace，在“Sheet size”栏中选择“A4”，点击“OK”。
4、保存工程文件：点击File中的Save,在弹出的对话框中点击MCU Workspaces,然后点击自己新建的project 文件夹，然后点击“保存”。
5、选择元器件：在空白纸上点击右键，然后选择“Place Component”，在弹出的对话框中的“Group”中选择“MCU Module”，然后在“family”中选择“805X”中的“8051”，点击“OK”，在图上适合的位置点击左键，在弹出的对话框中点击“Browse”，在“我的文档”中找到刚新建的project文件夹，点击该文件夹，然后点击确定。
在“Please enter the work space name”中输入文件名“project”，点击“Next”,在“Programming language”中选择“Assembly”,然后点击“Finish”。
接着在“Group”中选择“Basic”,在“Family”中选择“RESISTOR”，在Component中点击“10K”电阻，点击“OK”，在适合的位置点击左键即可。
然后在“Family”中选择“CAPACITOR”，选择一个“10u”和两个“30p”的电容，然后放置到图纸上。
接着在“Group”中选择“Sources”,在“Family”中选择“POWER_SOURCES”,点击放置四个“DGND”和两个“VCC”。
然后在“Group”中选择“Advanced Peripherals”,在“LCDS”中选择“LCD_DISPLAY_08x1”,并放置在图纸的适当位置。
接着在“Group”中选择“Misc”,在“CRYSTAL”中选择“HC-49/U_25MHz”的晶振，放置在图纸上。
6、按照图9所示，连接好单片机的外围电路图并点击File中的Save：7、保存好以后，在左侧的“Design Toolbox”中左键单击“Circuit1”前面的“+”号，然后一直点击“+”号，一直找到“main.asm”，双击该文件，在原图纸栏出现了编程界面，然后在该界面中输入以下程序：8、程序：$MOD51 ; This includes 8051 definitions for the metalink assemblerORG 0000HCLR P3.0；LCD初始化SETB P3.1MOV P1,#03HCLR P3.1SETB P3.1MOV P1,#0CHCLR P3.1SETB P3.1MOV P1,#06HCLR P3.1SETB P3.0；对LCD写数据SETB P3.1MOV P1,#30HCLR P3.1SETB P3.1MOV P1,#31HCLR P3.1SETB P3.1MOV P1,#32HCLR P3.1SETB P3.1MOV P1,#33HCLR P3.1CLR P3.0；LCD清屏SETB P3.1MOV P1,#01H文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持.CLR P3.1SETB P3.0SETB P3.1；第二次对LCD写数据MOV P1,#34HCLR P3.1SETB P3.1MOV P1,#35HCLR P3.1SETB P3.1MOV P1,#36HCLR P3.1SETB P3.1MOV P1,#37HCLR P3.1SETB P3.1MOV P1,#38HCLR P3.1SETB P3.1MOV P1,#39HCLR P3.1SETB P3.1MOV P1,#41HCLR P3.1SJMP $END9、程序输入完成后，再用鼠标右键点击右边的“Design Toolbox”中的“main.asm”文件，点击出现的菜单中的“Build”。
在最下方的窗口中提示0错误和0警告以后，即可点击“Design Toolbox”中的“Circuit1”,然后点击工具栏中的开关按钮“Run”,在弹出的对话框中点击“YES”，程序就开始执行，LCD开始显示。
四、实验报告与思考题详细描述实验的过程，如实纪录本实验中间步骤和最终结果，还应纪录实验过程中的不正常现象以及解决办法。
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