Multisim 在《电子产品设计与开发》课程教学中的应用

摘要：《电子产品设计与开发》是电子信息类专业的职业技能课程，同时，这门课程也是一门实践性和综合性都很强的课程，为了达到较好的实践教学效果，本文提出将Multisim电路仿真软件应用于整个课程的教学过程中，这样大大激发了学生的学习兴趣，强化了学生的专业技能，取得了良好的教学效果。

关键词： 职业技能课程；电路仿真软件；Multisim

中图分类号：G424 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）13-0157-02

1 概述

1）Multisim仿真软件简介

Multisim是美国Interactive Image Technologies（IIT）公司在20世纪末推出的一种以Windows为平台的虚拟仿真平台，其最大的优点是软件界面操作方便、直观形象、易学易懂、学生可以很快地掌握它的基本操作[1，2]，所以，Multisim仿真软件在电子信息类的相关课程教学中得到了广泛的应用。

Multisim仿真软件可以对模拟电路、数字电路和模拟数字混合电路进行设计和仿真。它提供的元器件库非常丰富，而且还有部分三维实物，对于初学者来说，非常逼真和形象。虚拟仪器仪表非常齐全，提供的仪器仪表有：万用表、信号发生器、瓦特表、示波器、波特图仪、字信号发生器、逻辑分析仪、逻辑转换仪等。电路分析功能和作图功能非常强大，可以应用Multisim对模拟电路进行静态分析、动态分析和瞬态分析等十几种分析。同时，应用逻辑转换仪可以实现数字电路中的真值表、逻辑电路图和逻辑函数表达式两两之间的互换。为学生的学习和老师的教学带来了非常直观的视觉效果。而且，相对于其它的EDA 软件，它更加形象和直观，而且，它能进行模数混合电路的仿真，几乎能够100%地仿真出真实电路的结果[3，4]，为广大的电子电路的学习者提供了非常方便和实用的电路设计平台。

2）电子产品设计与开发

根据应用电子技术专业和电子信息工程技术专业的人才培养目标可知，《电子产品设计与开发》是电子信息类专业的职业技能课程，是一门实践性和综合性都很强的课程，对于学生以前所学知识有着更高的要求，但是，这门课程对于学生进行毕业设计、顶岗实习以及将来出去工作都有着非常重要的作用，所以，在电子信息类专业中占有非常重要的地位[5]。为了提高教学效果，我们采用“教、学、做”合一的模式，将理论教学和实践教学融合为一体中，这样处理即可以提高学生的学习积极性，同时，又可以将复杂的知识点以简单明了的形式展示给学生，学生可以在实训室边教、边学、边演示、边实践，可以大大提高教学的效果。由于直接用实物操作进行设计和实训，有可能会造成大量实训耗材的浪费，同时，也存在一定的安全隐患[6]，所以，这门课程采取了一种虚拟和实践相结合的方式，非常实用。

在教学过程中引入Multisim等仿真软件，使学生在学习硬件的同时，学会仿真软件验证相关原理及电路，从而丰富教学内容，更新课程的教学思路，提高课程的实践性与应用性。将学生置身于一个“提出问题——解决问题——实践验证”的情景之中，使教学方式由“知识传授”向“知识发现和知识创造型”转变 [7，8]，大大提高了学生的兴趣和学习的积极性。

2 Multisim在《电子产品设计与开发》课程中的应用

在《电子产品设计与开发》课程学习的初期，特别是小型电子产品设计的初期，先用Multisim仿真软件进行分析和设计，设计好合适的思路，选取好合适的元件和参数，并且在仿真软件上调试出较好的实验现象以后再进行实物制作。这样不仅大大节约了实训耗材的浪费，更重要的是可以让学生们大胆地进行尝试设计电路，不用担心安全事故的发生。而且，学生进行设计和探索的积极性也大大提高。

《电子产品设计与开发》是学生们学习了模电、数电、电子设计自动化、单片机等主体课程之后所开设的一门综合性很强的课程，对于学生来说，这也是前段整个学习过程的一个总结，是检验学生两年的学习过程中所掌握专业知识的真实情况。对于本门课程，主要是采用“教、学、做”一体化的模式，以项目任务为载体，让学生们在学中做，做中学。主要是要制作一个小型电子产品，在整个的教学过程中，以学生为主体，重点在于激发学生学习的积极性和主动性，让每一个学生都亲手制作一个小型电子产品，从制作的过程中体会到成功制作电子产品的快乐，从而，获得学习的信心和一定的满足感。首先，根据学生们的具体情况，对于设计和制作的电路可以进行合适的选择，所以，可以每个同学都可以找到适合自己的电路，这样，学生参与《电子产品设计与开发》的积极性和兴趣就大大加强了。学生在选择好自己的任务之后，就亲手将产品制作出来，整个过程包括：Multisim仿真设计电路原理图→原理图的绘制→封装的测量和绘制→PCB图的布线和绘制→PCB板的制作→程序的编写和调试→产品的调试→产品制作完成。

应用Multisim仿真软件设计电路，是整个《电子产品设计与开发》课程的关键环节，只有首先仿真设计出具体电路、具体参数并且有良好的仿真效果后，才能进行具体硬件电路的制作。比如：学生们想设计一个50秒的定时器电路，并且要用数码管显示出来。学生们首先想到的是先在Multisim仿真软件上仿真出效果出来，再进行硬件电路的制作。如下图1所示，是某位学生利用Multisim仿真软件设计出的一个50秒的定时器电路。

首先通过Multisim仿真软件进行电路的分析和设计，可以为学生提供非常方便、快捷的电路设计的效果，每一个元件的参数和型号学生都可以根据输出效果的不同来进行分析和判断，比如，如上图2中，如果，要将电路的定时时间定为30秒，在仿真电路中只要变换一根线的连接就可以实现，而且，还很容易就能看到效果，如下图2所示：

通过这种学生自主尝试的学习方式，不仅可以帮助学生提高学习的积极性和主动性，更重要的是学生能够非常安全、快捷地进行电路的分析和设计，大大提高了学习的效果，也节省了大量的实训耗材的浪费。

3 结束语

在《电子产品设计与开发》课程中引入Multisim仿真软件，不仅可以节约电路设计的周期和成本，更重要的是提高了学生进行电路分析、电路设计的积极性，同时，在教学过程中，教师通过电子仪器仪表进行虚拟仿真实验可以非常方便、直观和形象地将设计的效果呈现给学生，对本门课程的教学也是一种很好的辅助手段。所以，在本门课程的教学中引入Multisim仿真软件对于学生、老师都是非常有利的，可以大大提高教学的效果。

参考文献：

[1] 朱运利.EDA技术应用[M]. 2版.北京：电子工业出版社，2010.

[2] 倪德克，师亚莉，朱旭花等.EDA技术在数字电路课程设计教学改革中的探索与研究[J].大学教育，2016（4）： 118-119.

[3] 叶群，邓优林. EDA仿真技术在高职安全类电工学教学中的应用[J].江西电力职业技术学院学报，2014，27（1）：72-75.

[4] 姜凤利，陈春玲，黄蕊. Multisim 仿真在电工与电子技术实验中的应用[J].实验室科学，2015，18（5）：89-91，96.

[5] 魏海红. 基于Multisim的《电子技术与实践》项目式教学设计——以数字钟电路的制作为例[J].电子世界，2010（32）：120-121.

[6] 叶群. 基于电子仿真技术的高职《高频电子技术》课程改革[J].江西电力职业技术学院学报，2015（2）：57-58，71.

[7] 陈虹.EDA在电工学教学中的应用[J].电气电子教学学报，2010（32）：209-211.

[8] 雷跃，谭永红.用Multisim提升电子技术实验教学水平[J].实验室研究与探索，2009（4） ： 24-27.