【文章內(nèi)容簡介】 設(shè)計軟件、IC 設(shè)計軟件、PLD 設(shè)計工具及其它 EDA 軟件，進行簡單介紹。電子電路設(shè)計與仿真工具包括SPICE/PSPICE；multiSIM；Matlab；SystemView ； MMICAD LiveWire、Edison、Tina Pro Bright Spark 等。在本設(shè)計中主要用到的是 multiSIM 仿真軟件。 MultiSIM電子仿真軟件的介紹及簡單的使用說明 基本概念 [1]工程師們可以使用 Multisim 交互式地搭建電路原理圖，并對電路進行仿真。Multisim提煉了 SPICE 仿真的復(fù)雜內(nèi)容，這樣工程師無需懂得深入的 SPICE 技術(shù)就可以很快地進行捕獲、仿真和分析新的設(shè)計，這也使其更適合電子學(xué)教育。通過 Multisim 和虛擬儀器技術(shù)，PCB 設(shè)計工程師和電子學(xué)教育工作者可以完成從理論到原理圖捕獲與仿真再到原型設(shè)計和測試這樣一個完整的綜合設(shè)計流程。NI Multisim 軟件是一個專門用于電子電路仿真與設(shè)計的 EDA 工具軟件。作為 Windows 下運行的個人桌面電子設(shè)計工具，NI Multisim 是一個完整的集成化設(shè)計環(huán)境。NI Multisim 計算機仿真與虛擬儀器技術(shù)可以很好地解決理論教學(xué)與實際動手實驗相脫節(jié)的這一問題。學(xué)員可以很方便地把剛剛學(xué)到的理論知識用計算機仿真真實的再現(xiàn)出來，并且可以用虛擬儀器技術(shù)創(chuàng)造出真正屬于自己的儀表。NI Multisim 軟件絕對是電子學(xué)教學(xué)的首選軟件工具。 仿真的內(nèi)容。；。器件建模及仿真：可以建模及仿真的器件:模擬器件（二極管，三極管，功率管等） 。數(shù)字器件（74 系列，COMS 系列，PLD，CPLD 等）。FPGA 器件。 電路的構(gòu)建及仿真單元電路、功能電路、單片機硬件電路的構(gòu)建及相應(yīng)軟件調(diào)試的仿真。系統(tǒng)的組成及仿真：Commsim 是一個理想的通信系統(tǒng)的教學(xué)軟件。它很適用于如‘信號與系統(tǒng) ’、 ‘通信’、 ‘網(wǎng)絡(luò) ’等課程，難度適合從一般介紹到高級。使學(xué)生學(xué)的更快并且掌握的更多。Commsim 含有 200 多個通用通信和數(shù)學(xué)模塊，包含工業(yè)中的大部分編碼器，調(diào)制器，濾波器，信號源，信道等，Commsim 中的模塊和通常通信技術(shù)中的很一致，這可以確保你的學(xué)生學(xué)會當(dāng)今所有最重要的通信技術(shù)。要觀察仿真的結(jié)果，你可以有多種選擇：時域，頻域，XY 圖，對數(shù)坐標(biāo)，比特誤碼率，眼圖和功率譜。儀表儀器的原理及制造仿真：可以任意制造出屬于自己的虛擬儀器、儀表，并在計算機仿真環(huán)境和實際環(huán)境中進行使用。PCB 的設(shè)計及制作：產(chǎn)品級版圖的設(shè)計及制作。 Multisim對元器件的管理EDA 軟件所能提供的元器件的多少以及元器件模型的準(zhǔn)確性都直接決定了該 EDA 軟件的質(zhì)量和易用性。Multisim 為用戶提供了豐富的元器件，并以開放的形式管理元器件，使得用戶能夠自己添加所需要的元器件。Multisim 以庫的形式管理元器件，通過菜單 Tools/ Database Management 打開Database Management（數(shù)據(jù)庫管理）窗口（如下圖所示） ，對元器件庫進行管理。在 Database Management 窗口中的 Daltabase 列表中有兩個數(shù)據(jù)庫：Multisim Master和 User。其中 Multisim Master 庫中存放的是軟件為用戶提供的元器件，User 是為用戶自建元器件準(zhǔn)備的數(shù)據(jù)庫。用戶對 Multisim Master 數(shù)據(jù)庫中的元器件和表示方式?jīng)]有編輯權(quán)。當(dāng)選中 Multisim Master 時，窗口中對庫的編輯按鈕全部失效而變成灰色。但用戶可以通過這個對話窗口中的 Button in Toolbar 顯示框，查找?guī)熘胁煌悇e器件在工具欄中的表示方法。據(jù)此用戶可以通過選擇 User 數(shù)據(jù)庫，進而對自建元器件進行編輯管理。在 Multisim Master 中有實際元器件和虛擬元器件，它們之間根本差別在于：一種是與實際元器件的型號、參數(shù)值以及封裝都相對應(yīng)的元器件，在設(shè)計中選用此類器件，不僅可以使設(shè)計仿真與實際情況有良好的對應(yīng)性，還可以直接將設(shè)計導(dǎo)出到 Ultiboard 中進行 PCB 的設(shè)計。另一種器件的參數(shù)值是該類器件的典型值，不與實際器件對應(yīng)，用戶可以根據(jù)需要改變器件模型的參數(shù)值，只能用于仿真，這類器件稱為虛擬器件。它們在工具欄和對話窗口中的表示方法也不同。在元器件工具欄中，雖然代表虛擬器件的按鈕的圖標(biāo)與該類實際器件的圖標(biāo)形狀相同，但虛擬器件的按鈕有底色，而實際器件沒有。相同類型的實際元器件和虛擬元器件的按鈕并排排列，并非所有的是元器件都設(shè)有虛擬類的器件。在元器件類型列標(biāo)中，虛擬元器件類的后綴標(biāo)有 Virtual。 輸入并編輯電路輸入電路圖是分析和設(shè)計工作的第一步，用戶從元器件庫中選擇需要的元器件放置在電路圖中并連接起來,為分析和仿真做準(zhǔn)備。為了適應(yīng)不同的需求和用戶習(xí)慣，用戶可以用菜單 Option/Preferences 打開Preferences 對話窗口。通過該窗口的 6 個標(biāo)簽選項，用戶可以就編輯界面顏色、電路尺寸、縮放比例、自動存儲時間等內(nèi)容作相應(yīng)的設(shè)置。取用元器件的方法有兩種：從工具欄取用或從菜單取用。下面將以 74LS00 為例說明兩種方法。具欄取用：Design 工具欄。Multisim Master 工具欄。TTL 工具欄。74LS 按鈕從 TTL 工具欄中選擇 74LS 按鈕打開這類器件的 Component Browser 窗口，如下圖所示。其中包含的字段有 Database name（元器件數(shù)據(jù)庫） ，Component Family（元器件類型列表） ，Component Name List（元器件名細表） ，Manufacture Names （生產(chǎn)廠家） ，Model LevelID（模型層次）等內(nèi)容。從菜單取用：通過 Place/ Place Component 命令打開 Component Browser 窗口。選中相應(yīng)的元器件在 Component Family Name 中選擇 74LS 系列，在 Component Name List 中選擇74LS00。單擊 OK 按鈕就可以選中 74LS00。7400 是四/二輸入與非門，在窗口種的Section A/B/C/D 分別代表其中的一個與非門，用鼠標(biāo)選中其中的一個放置在電路圖編輯窗口中。器件在電路圖中顯示的圖形符號，用戶可以在上面的 Component Browser 中的Symbol 選項框中預(yù)覽到。當(dāng)器件放置到電路編輯窗口中后，用戶就可以進行移動、復(fù)制、粘貼等編輯工作了，在此不再詳述。 將元器件連接成電路在將電路需要的元器件放置在電路編輯窗口后，用鼠標(biāo)就可以方便地將器件連接起來。方法是：用鼠標(biāo)單擊連線的起點并拖動鼠標(biāo)至連線的終點。在 Multisim 中連線的起點和終點不能懸空。 直觀的圖形界面整個操作界面就像一個電子實驗工作臺，繪制電路所需的元器件和仿真所需的測試儀器均可直接拖放到屏幕上，輕點鼠標(biāo)可用導(dǎo)線將它們連接起來，軟件儀器的控制面板和操作方式都與實物相似，測量數(shù)據(jù)、波形和特性曲線如同在真實儀器上看到的。豐富的元器件提供了世界主流元件提供商的超過 17000 多種元件，同時能方便的對元件各種參數(shù)進行編輯修改，能利用模型生成器以及代碼模式創(chuàng)建模型等功能，創(chuàng)建自己的元器件。強大的仿真能力以 SPICE3F5 和 Xspice 的內(nèi)核作為仿真的引擎，通過 Electronic workbench 帶有的增強設(shè)計功能將數(shù)字和混合模式的仿真性能進行優(yōu)化。包括 SPICE 仿真、RF 仿真、MCU仿真、VHDL 仿真、電路向?qū)У裙δ?。豐富的測試儀器提供了 22 種虛擬儀器進行電路動作的測量：Multimeter(萬用表)Function Generatoer(函數(shù)信號發(fā)生器)Wattmeter(瓦特表 )Oscilloscope(示波器)Bode Plotter(波特儀)Word Generator(字符發(fā)生器)Logic Analyzer(邏輯分析儀)Logic Converter(邏輯轉(zhuǎn)換儀)Distortion Analyer(失真度儀)Spectrum Analyzer(頻譜儀)Network Analyzer(網(wǎng)絡(luò)分析儀)Measurement Pribe(測量探針 )Four Channel Oscilloscope(四蹤示波器)Frequency Counter(頻率計數(shù)器)IV Analyzer(伏安特性分析儀)Agilent Simulated Instruments(安捷倫仿真儀器)Agilent Oscilloscope(安捷倫示波器)Tektronix Simulated Oscilloscope(泰克仿真示波器)Voltmeter(伏特表 )Ammeter(安培表)Current Probe(電流探針)Lab VIEW Instrument(Lab VIEW 儀器)這些儀器的設(shè)置和使用與真實的一樣，動態(tài)互交顯示。除了 Multisim 提供的默認的儀器外，還可以創(chuàng)建 LabVIEW 的自定義儀器，使得圖形環(huán)境中可以靈活地可升級地測試、測量及控制應(yīng)用程序的儀器。完備的分析手段Multisimt 提供了許多分析功能：DC Operating Point Analysis（直流工作點分析 ）AC Analysis（交流分析）Transient Analysis（瞬態(tài)分析）Fourier Analysis（傅里葉分析）Noise Analysis（噪聲分析）Distortion Analysis（失真度分析）DC Sweep Analysis（直流掃描分析）DC and AC Sensitvity Analysis（直流和交流靈敏度分析）Parameter Sweep Analysis（參數(shù)掃描分析）Temperature Sweep Analysis（溫度掃描分析）Transfer Function Analysis（傳輸函數(shù)分析）Worst Case Analysis（最差情況分析）Pole Zero Analysis（零級分析）Monte Carlo Analysis（蒙特卡羅分析）Trace Width Analysis（線寬分析）Nested Sweep Analysis（嵌套掃描分析）Batched Analysis（批處理分析）User Defined Analysis（用戶自定義分析）它們利用仿真產(chǎn)生的數(shù)據(jù)執(zhí)行分析，分析范圍很廣，從基本的到極端的到不常見的都有，并可以將一個分析作為另一個分析的一部分的自動執(zhí)行。集成 LabVIEW 和Signalexpress 快速進行原型開發(fā)和測試設(shè)計，具有符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的交互式測量和分析功能；獨特的射頻(RF)模塊提供基本射頻電路的設(shè)計、分析和仿真。射頻模塊由 RFspecific（射頻特殊元件，包括自定義的 RF SPICE 模型） 、用于創(chuàng)建用戶自定義的 RF 模型的模型生成器、兩個 RFspecific 儀器（ Spectrum Analyzer 頻譜分析儀和 Network Analyzer 網(wǎng)絡(luò)分析儀） 、一些 RFspecific 分析（電路特性、匹配網(wǎng)絡(luò)單元、噪聲系數(shù)）等組成；強大的 MCU 模塊支持 4 種類型的單片機芯片,支持對外部 RAM、外部 ROM、鍵盤和 LCD 等外圍設(shè)備的仿真，分別對 4 種類型芯片提供匯編和編譯支持；所建項目支持 C 代碼、匯編代碼以及 16 進制代碼,并兼容第三方工具源代碼； 包含設(shè)置斷點、單步運行、查看和編輯內(nèi)部RAM、特殊功能寄存器等高級調(diào)試功能。完善的后處理對分析結(jié)果進行的數(shù)學(xué)運算操作類型包括算術(shù)運算、三角運算、指數(shù)運行、對數(shù)運算、復(fù)合運算、向量運算和邏輯運算等；詳細的報告能夠呈現(xiàn)材料清單、元件詳細報告、網(wǎng)絡(luò)報表、原理圖統(tǒng)計報告、多余門電路報告、模型數(shù)據(jù)報告、交叉報表 7 種報告；兼容性好的信息轉(zhuǎn)換提供了轉(zhuǎn)換原理圖和仿真數(shù)據(jù)到其他程序的方法，可以輸出原理圖到 PCB 布線（如Ultiboard、OrCAD 、PADS Layout202PCAD 和 Protel） ；輸出仿真結(jié)果到MathCAD、Excel 或 LabVIEW；輸出網(wǎng)絡(luò)表文件；向前和返回注；提供 Inter Design Sharing（互聯(lián)網(wǎng)共享文件）3 加工中心刀具進給控制系統(tǒng)的設(shè)計 自動進給控制系統(tǒng)的組成自動進給控制系統(tǒng)是由位置檢測電路、控制脈沖生成電路、控制門、脈沖源、可編程計數(shù)器、環(huán)形分配器、驅(qū)動裝置和執(zhí)行元件等組成。 圖 是自動進給控制系統(tǒng)的邏輯框圖。圖 自動進給系統(tǒng)的邏輯框圖 執(zhí)行元件三相步進電機 步進電機的簡單定義步進電機是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為不連續(xù)的機械運動的機電裝置。當(dāng)施加適當(dāng)?shù)碾娒}沖指令時，電機轉(zhuǎn)子的出軸或外轉(zhuǎn)子將會以不連續(xù)的步進增量旋轉(zhuǎn)。 電機的旋轉(zhuǎn)與施加的脈沖之間有幾個方面的直接關(guān)系：首先所加脈沖的順序直接決定著電機轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的方向。其次電機轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的速度由于速度正比于脈沖頻率，有比較寬的轉(zhuǎn)速范圍。而旋轉(zhuǎn)的角度或者圈數(shù)和所加的脈沖數(shù)成正比。僅僅將負載直接連接到電機的轉(zhuǎn)軸上也可以極低速的同步旋轉(zhuǎn)。 三相步進電機的結(jié)構(gòu)電機轉(zhuǎn)子均勻分布著很多小齒，定子齒有三個勵磁繞阻，其幾何軸線依次分別與轉(zhuǎn)子齒軸線錯開。0、1/3 て、2/3 て,（相鄰兩轉(zhuǎn)子齒軸線間的距離為齒距以て表示） ，即 A與齒 1 相對齊，B 與齒 2 向右錯開 1/3 て，C 與齒 3 向右錯開 2/3 て，A39。與齒