SIMULINK MULTISIM和LABVIEW在数字逻辑电路中的仿真研究

于建++姚宇凤

摘 要 数字逻辑电路课程是电子信息、应用电子、计算机等工科专业的必修课程，其重要性不言而喻。随着计算机仿真技术的发展，越来越多的仿真软件应用到教学中。本文专门针对数字逻辑电路的仿真，利用MATLAB、MULTISIM和LABVIEW同时进行同一内容的仿真，阐述各自的优缺点，并说明上述仿真软件在数字逻辑电路教学中的使用。

【关键词】MULTISIM LABVIEW SIMULINK

近年来，电子专业的理论教学和实践教学都越来越依赖仿真软件的使用。一方面，仿真软件不受空间和硬件实体的限制，只要有电脑和配套的仿真软件，随时随地就可以实现即时的仿真结果，例如，为了方便电子工程师的设计，随时捕捉自己的idea，苹果商店就推出了大名鼎鼎的MULTISIM的PAD版；另一方面，仿真软件的形象化趋势越来越明显，这个优点尤其在课堂教学中非常明显，让学生随时随地的了解“实现”，明白逻辑过程，令其记忆深刻。本文利用MATHWORKS的SIMULINK、NI的MULTISIM和LABVIEW分别对移位寄存器进行设计仿真，比较三种方式的优缺点，选择较优者进行使用。

1 仿真设计

本文仿真设计采用的软件版本如下：MATLAB2016B、LABVIEW2016以及MULTISIM14，同时都是对于移位寄存器进行仿真设计。

1.1 SIMULINK仿真设计

MATHWORKS公司的MATLAB和SIMULINK可谓“大名鼎鼎”，其中的SIMULINK仿真在各个科学研究领域都有着很广泛的应用，在电子课堂教学中也不例外。如图1所示，利用SIMULINK搭建的移位寄存器电路模型，及Scope示波器显示波形。

通过SIMULINK搭建的电路原理图以及示波器的波形显示，很容易了解时钟控制下的移位寄存器的状态转换。

1.2 MULTISIM仿真设计

利用MULTISIM设计仿真可以通过不同方法来实现，其强大的仿真硬件库可以提供分立元器件或者集成块来实现移位寄存器，图2所示为分立元器件以及直接利用集成块来实现移位寄存仿真。

1.3 LABVIEW仿真设计

同为NI公司的软件，LABVIEW在设计数字电路仿真时，途径变得更多，可以通过编程的方法直接来实现移位寄存的功能，我们称为“软”实现；还可以与MULTISIM进行联合仿真来实现“软硬结合”的实现方法。图3所示为利用软件编程方法实现移位寄存，图4利用与MULTISIM联合仿真来实现。

2 结果比较分析

通过上述不同仿真的实现，能够发现不同仿真软件在实现上有着不同的特点，表1给出它们之间的比较。

通过表1，LABVIEW在仿真过程中由于其有直观（交互性高）的前面板更适合在理论课堂教学中使用；而MULTISIM更适合实践教学课堂的使用，这是因为其更偏“硬”（电路易读性高）；而SIMULINK虽说也可以进行仿真，但是和上述仿真方法相比，效率就会大大降低，这是因为SIMULINK涉及的仿真门类繁多，所以只有在无上述两款软件的时候利用SIMULINK来进行仿真较为合适。

3 结语

本文以移位寄存器仿真实现为例，利用SIMULINK、MULTISIM、LABVIEW完成仿真，经过比较，在数字电子技术课程的仿真中，MULTISIM和LABVIEW更适合使用。不过，我们只涉及到数字电子技术课程，其他课程并未涉及，同时，随着SIMULINK的不断发展，加之联合仿真的方法越来越成熟，SIMULINK会在电子学课程仿真中发挥更大的作用。

参考文献

[1]乔瑞萍等译.LabVIEW大学实用教程[M].北京：电子工业出版社，2008.

[2]聂点，李北雁等.基于NI Multisim11的PLD/PIC/PLC的仿真设计[M].北京：电子工业出版社，2011.

[3]阎石.数字电子技术基础[M].北京：高等教育出版社，2008.

[4]余孟尝.数字电子技术简明教程[M].北京：高等教育出版社，2006.

作者简介

于建（1979-），男，满族，河北省承德市人。硕士学位。研究方向为FFT处理器、虚拟仪器。

姚宇凤（1978-），女，河北省唐山市人。硕士学位。研究方向艺术设计、计算机仿真。

作者单位

河北民族师范学院物电学院 河北省承德市 067000