摘要：通过分析Multisim软件基本功能特点，以天津轻工职业技术学院单片机控制技术精品课程实践环节中的交通灯项目为例，分析了其在单片机控制技术中的仿真应用。
关键词：Multisim 单片机控制技术 仿真
中图分类号:TP391.9文献标识码：A文章编号：1007-9416(2011)11-0017-01
1、引言
单片机课程是机电一体化、应用电子技术、自动控制及数控技术应用等专业的一门实用技术骨干课程，它对培养学生的工程思维能力和解决问题的能力具有重要作用。通过该课程的学习，学生可以较系统地掌握汇编语言编程、单片机基本原理、接口和应用技术、熟悉单片机技术在工业控制中的应用。可以培养和锻炼学生动手操作和技术创新的能力，使得学生能紧跟计算机技术的发展脚步，为将来从事自动控制以及应用电子产品的检测和维修等工作奠定坚实的基础，为各种智能化产品的设计开发提供技术准备。天津轻工职业技术学院单片机控制技术课程在2008年被评为天津市级精品课程，在教学过程中积累了很多的经验。
传统的单片机实训教学模式，验证性实验占很大的比重。学生将大部分精力放在了程序设计上，基本硬件电路以及单片机最小应用系统已经封装好在实验台上了，学生对单片机的结构、外围电路连接方法以及注意事项等印象不深，教学效果不理想。由于体积小、实验台不易管理等问题，单片机实训装置每年都需要大量的人力物力去维护和修缮，鉴于此，模拟仿真的教学环境就显得尤为重要。
2、Multisim软件功能特点
Multisim的前身是IIT公司的EWB软件。IIT在2006年被美国NI公司收购后,推出了Multisim 9,2007年又发行了Multisim 10,是全球独一无二的交互式电路仿真软件。Multisim具有友好的用户界面，操作方便，具有数字、模拟及数字/模拟混合电路的仿真能力；电路分析手段完备，不仅提供11种常用测试仪表对电路进行测试，同时还提供了电路直流工作点分析、瞬态分析、失真分析等15种常用的电路仿真分析方法。
工程师们可以使用Multisim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。
3、Multisim在单片机相关课程中的仿真设计
笔者在单片机控制技术课程教学上采用了项目教学的方式，共设计了五个项目：交通信号灯的自动控制利用；按P1口输入数值，查询方式输出，使电机4转速控制输出；按P1口输入数值，中断方式输出，使电机4转速控制输出；按P1口输入数值及电机光电数码盘输入比较，中断方式输出，使电机真实达到4转速控制输出；汽车转弯信号灯模拟控制等实训项目。
以交通信号灯的自动控制利用为例，要求学生在实践过程中实现仿真现实环境下交通灯红绿灯交替亮的环节。具体要求为：东西绿灯亮4秒后闪2秒灭，黄灯亮2秒灭，红灯亮8秒，依此循环。与此同时南北向红灯亮8秒，接着绿灯亮4秒后闪2秒灭，黄灯亮2秒后，依此循环。此一路交通灯会无对应的倒计时数码显示，当按下“停止”按钮所有灯都熄灭停止所有运行。
根据项目要求设计外围电路需要连接的连接口，连接好外围电路之后设计编程思路，根据编程思路设计程序。为了避免学生只注重程序的编写，在Multisim中格外关注了外围电路的连接，本设计按要求连接的外围电路如图所示。
连接好以后设计软件程序，确定主程序的编程思路。当然程序的编写可以采用C语言和汇编，在单片机控制技术课程上主要是学习汇编，如果时间允许可以采用C语言，这样就把原来学过的知识更好的结合起来了。根据主程序的流程思路编写主程序，子程序在授课过程中已经设计好，所以现在可以直接应用（程序设计略）。
4、结语
将仿真技术融入理论教学中，既要发挥仿真技术直观形象的特点，又要保证理论教学计划的顺利执行，必须处理好两者的关系。将Multisim应用于“单片机控制技术”课程的教学中，对学生理解掌握抽象的知识，进而提高学生综合设计能力，都起到事半功倍的效果。通过教学实践摸索，总结出将仿真技术融入教学过程的新的教学模式。运用Multisim10可以对三相电动机正反转控制电路进行仿真分析,这不仅可以使学生能够在足够真实的环境下进行相应的设计操作,得到可靠的仿真实验结果,而且还可以避免学生初次在真实环境下实验时可能对人身造成的危险以及对实验设备和相关元器件的损坏。对于提高学生的实际操作能力,减少实验成本具有积极的意义。
参考文献
[1]卢艳红.基于Multisim10的电子电路设计、仿真与应用,2009.
[2]Multisim10使用教程.2011.
作者简介
李娜（1978.4.9-），女，硕士研究生，天津轻工职业技术学院生产过程自动化教研室主任，讲师，研究方向：自动化。
