Multisim在组合逻辑电路分析实验教学中的应用

摘 要：组合逻辑电路分析是“数字电路与逻辑设计”中一个重要的组成部分，以一个典型的组合逻辑电路（不一致电路）为例，分别进行了理论分析和应用Multisim进行仿真实验分析，并对比了分析结果，理论分析结果通过实验测试得到了验证。研究表明了Multisim在组合逻辑电路分析中的重要作用。

关键词：组合逻辑电路；Multisim；仿真

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.02.257

0 引言

组合逻辑电路是指在任一个时刻，输出的状态只取决于同一个时刻各输入状态的组合，而与电路之前的状态无关。组合逻辑电路的分析和设计是数字电路中一个重要的组成部分[1][2] 。“数字电路与逻辑设计”是电子类专业一门重要的专业基础课，同时又是一门实践性很强的课程。随着电子技术产业的高速发展，新器件、新电路不断地涌现，现有实验室的条件已经无法满足各种电路的设计和调试的要求，这在一定程度上影响了电路相关实验教学的效果，而且影响了高校对学生创新能力的培养。此时，在实验教学中引入具有强大分析、仿真电路功能的电路仿真设计软件Multisim，可以较好地解决这一问题。

在数字电路与逻辑设计实验中引入该仿真设计软件，结合传统的实验教学，就可以增开大量设计性和综合性实验，在激发学生学习兴趣的同时，也培养了学生的创新能力和动手能力[3]。本文将以一个组合逻辑电路为例，对其进行理论分析和仿真实验分析，从而得出Multisim在组合逻辑电路分析实验教学中的重要作用。

1 组合逻辑电路理论分析

组合逻辑电路分析的任务是在给定逻辑电路的基础上，通过分析、归纳，确定其逻辑功能[4]。它一般分为5个步骤：组合逻辑电路；逻辑表达式；最简表达式（经化简变换得到）；真值表；逻辑功能。

现有一组合逻辑电路，如图1所示，以此为例，来进行分析。

根据逻辑图可以逐级写出逻辑表达式：

通过化简与变换，是表达式变换成与-或表达式：

由表达式列出真值表（如表1）：

分析逻辑功能：

由真值表可知，当A、B、C三个变量不一致时，电路输出为1；当A、B、C相同时，即同为0，或同为1时，电路输出为0。所以这个电路称为不一致电路。

2 应用Multisim进行组合逻辑电路分析

2.1 创建仿真电路

根据图1所示的逻辑电路图，在Multisim 12.0中创建仿真电路。待仿真电路如图2所示，对逻辑电路进行了转换，其中，三个开关分别接VCC（表示输入为1）和接地（表示输入为0），万用表用来测量输出电压，灯泡的亮和灭表示输出为逻辑“1”或逻辑“0”。为了便于分析，我们还加入了逻辑变换器，它可以将逻辑电路转换成真值表和逻辑表达式，也可以将真值表转换成逻辑表达式和逻辑电路。

由逻辑变换器得到的真值表如图3所示，与表1比较后可以发现，由逻辑电路图分析得到的真值表和由逻辑变换器得到的真值表是一致的。

2.2 仿真分析

在仿真电路的基础上，我们可以运行仿真。分别改变三个开关的状态，即改变输入变量A、B、C，从000到111，依次测试输出电压的高低电平，以及灯泡的亮和灭，如表2所示。其中，输出电压5V表示输出为高电平，输出电压0V表示输出为低电平。根据输出结果，可以看出，仿真结果与前面得到的真值表的结果是相符的。

3 结束语

以文中所给的不一致电路为例，分别进行了传统的组合逻辑电路理论分析以及应用Multisim对组合逻辑电路进行仿真实验分析，对两者进行了比较，根据实验测试所得到的实验结果对理论分析进行了验证，并证明了两者是一致的。总之，用Multisim软件对组合逻辑电路进行仿真实验，既能激发学生的学习兴趣，也能极大地提高教师的教学水平。在实际的教学过程中，充分利用Multisim仿真的桥梁作用，可以将理论教学、 仿真和实验教学三位一体，有效地结合起来，充分地发挥作用，培养出更多创新型的人才。

参考文献：

[1]闵卫锋.基于Multisim2001的组合逻辑电路分析与设计[J].科技创新导报，2008，2：80

[2]黄济，李泽彬，汪明珠，姚有峰.组合逻辑电路设计与Multisim仿真[J].高科技产品研发，2012：58-98.

[3]张亚君，陈龙，牛小燕.Multisim在数字电路与逻辑设计实验教学中的应用[J].实验技术与管理，2008（08）：108-114.

[4]张惠敏，刘海燕.电工电子技术[M].郑州：河南科学技术出版社，2014：192.

[5]包敬海，张大平，陆安山.Multisim在组合逻辑电路设計中的应用[J].钦州学院学报，2008（12）：30-33.

[6]郁玲艳.Multisim 在数字逻辑电路中的应用[J].高校讲坛，2010（23）：661-720.

作者简介：王哲（1986-），女，河南南阳人，硕士，教师，研究方向：电子信息。