第頁《計算機仿真（Matlab和Multisim）》課程教學大綱課程名稱：計算機仿真（Matlab和Multisim）

課程類別：專業選修課適用專業：電子信息工程

考核方式：考查總學時、學分：48學時2學分

其中實驗學時：32學時一、

課程性質、教學目的《計算機仿真（Matlab和Multisim）》是電子信息工程專業的專業選修課，是電子信息工程專業工具類的主要選修課。它包括Matlab仿真和Multisim仿真兩部分。Matlab仿真理論教學8課時，實驗教學16課時；Multisim仿真理論教學8課時，實驗教學16課時。該課程旨在通過理論教學與實驗環節，使學生掌握Matlab語言的基本語法和Matlab語言的編程技巧，初步掌握物理問題的數學建模和基本算法，了解Matlab語言在電子信息專業主干課程中應用；使學生掌握電路設計與分析軟件Multisim的基本操作和基本使用方法，具備使用Multisim創建電路，運用軟件自帶的多種儀器儀表和分析方法對電路進行性能測試，設計基本電路的能力，為后續進行電路系統的綜合分析與設計打下一定的基礎。Matlab仿真主要包括基本語法、基本算法和編程技巧，Multisim仿真主要包括元器件庫、虛擬儀器儀表、分析方法。通過本課程學習，應使學生掌握Matlab、Multisim在高等數學、專業課中的初步應用。該課程是數學分析和專業課程仿真的基本工具，是學生學習《高等數學》、《電路分析》、《模擬電路》、《數字電路》、《數字信號處理》、《通信原理》、《自動控制》等課程的重要工具。課程教學目標1：掌握Matlab仿真的基本語法、Multisim仿真的基本分析方法和基本虛擬儀器儀表的使用。課程教學目標2：掌握Matlab仿真的一定編程技巧、Multisim仿真的基本操作。

課程教學目標3：理解Matlab仿真和Multisim仿真在專業課相關內容中的應用。課程教學目標與畢業要求對應的矩陣關系教學目標畢業要求12345678教學目標1

LLLL

L教學目標2

HMMM

M教學目標3

MHHMMM通過學習能用Matlab和Multisim實現數學計算和專業課的工程仿真。二、

先修課程計算機基礎與應用。三、

課程教學重、難點教學重點：Matlab語言的基本語法，Multisim仿真軟件中各元器件庫的分類特點，元器件的編輯，數字萬用表、瓦特表、函數信號發生器、雙/四蹤示波器、波特圖儀、字信號發生器、邏輯轉換儀、邏輯分析儀、伏安特性測試儀等虛擬儀器儀表的調用、操作與使用。直流工作點方法、交流分析、參數掃描分析、溫度掃描分析等方法的應用。教學難點：Matlab語言的編程技巧。

Multisim仿真軟件中各種虛擬儀器儀表的操作，各種分析方法參數的設置與使用。四、

課程教學方法與教學手段課堂講授、上機實踐。五、

課程教學內容第1章

Matlab語言概述（1學時）1．教學內容(1)

Matlab語言特點；(2)

Matlab語言工作環境。2．重、難點提示(1)

重點是Matlab語言工作環境；(2)

難點是Matlab軟件安裝。第2章

Matlab基本語法（3學時）1．教學內容(1)

數據輸入及算術運算；(2)

關系運算、邏輯運算；順序程序設計、分支程序設計和循環程序設計；(3)

數據交互輸入、文件讀寫；(4)

基本數學函數和二維繪圖；(5)

三維繪圖及動畫制作；(6)

M文件程序調試。2．重、難點提示(1)

重點是順序程序設計、分支程序設計和循環程序設計；(2)

難點是分支程序設計和循環程序設計。第3章

Matlab在高等數學中應用（2學時）1．教學內容(1)

Matlab在矩陣分析中應用；(2)

Matlab在多項式運算中應用；(3)

Matlab在數據分析與統計中應用；(4)

Matlab在函數分析與數值積分中應用。2．重、難點提示(1)

重點是不同數學問題采用的算法分析及程序實現；(2)

難點是數學問題求解的程序實現。第4章

Matlab在信號系統、信號處理、自控等課程中應用（2學時）1．教學內容(1)

Matlab在信號與系統課程中的應用；(2)

Matlab在數字信號處理課程中應用；(3)

Matlab在圖像信號處理中應用；(4)

Matlab在自動控制課程中應用。2．重、難點提示(1)

重點是不同專業課程中使用的工具箱及程序實現；(2)

難點是專業課程物理問題的算法及其實現。第5章

Multisim的基本功能與基本操作（1學時）1．教學內容(1)

Multisim發展歷程及主要特點；(2)

Multisim的基本界面和基本操作；(3)元器件與元器件編輯。2．重、難點提示(1)

熟悉

Multisim的基本界面和基本操作；(2)

有關元器件的各種操作和編輯。第6章

Multisim的分析方法和虛擬儀器使用方法（3學時）1．教學內容(1)

直流工作點方法，

交流分析，

參數掃描分析，

溫度掃描分析等；(2)

數字萬用表，瓦特表，函數信號發生器，雙蹤、四蹤示波器，波特圖儀，字信號發生器，邏輯轉換儀，邏輯分析儀，伏安特性測試儀等虛擬儀器儀表的調用、操作與使用。2．重、難點提示(1)

主要分析方法的作用、相關參數及變量的設置；(2)

主要虛擬儀器的使用。第7章

Multisim在電路分析中的應用和仿真（2學時）1．教學內容(1)

電路分析方法的仿真；(2)

常用電路定理的仿真；(3)

動態電路分析仿真。2．重、難點提示

掌握一階、二階動態電路仿真。第8章

Multisim在模擬電路、數字電路中的應用和仿真（2學時）1．教學內容(1)

單管共射放大電路的仿真分析；(2)

集成電路中的應用仿真；(3)

組合邏輯電路的仿真分析與設計；(4)

時序邏輯電路的設計與仿真。2．重、難點提示(1)

理解BJT單管共射放大電路的仿真分析；(2)

集成運放應用電路的設計分析與仿真；(3)

譯碼器、數據選擇器等組合邏輯電路的設計與仿真；(4)

寄存器、計數器的仿真分析。七、實驗教學內容實驗項目(一)（2.5學時）：二維繪圖（1）項目類別：必做√

選做（2）項目性質：演示性□

驗證性

設計性√

綜合性□

（3）項目主要目的要求：

對于給定任務編寫程序實現不同種類的二維繪圖。（4）主要儀器：計算機。實驗項目(二)（2.5學時）：三維繪圖（1）項目類別：必做√

選做（2）項目性質：演示性□

驗證性

設計性√

綜合性□

（3）項目主要目的要求：

對于給定任務編寫程序實現不同種類的三維繪圖。（5）主要儀器：計算機。實驗項目(三)（2.5學時）：Matlab在高數中應用1（1）項目類別：必做√

選做（2）項目性質：演示性□

驗證性

設計性√

綜合性□

（3）項目主要目的要求：

對于給定任務編寫程序實現高數中微分、積分；逆矩陣、行列式值、特征值。（4）主要儀器：計算機。實驗項目(四)（2.5學時）：Matlab在高數中應用2（1）項目類別：必做√

選做（2）項目性質：演示性□

驗證性

設計性√

綜合性□

（3）項目主要目的要求：

對于給定任務編寫程序實現高數中相關函數、協方差函數；插值、擬合等計算。（4）主要儀器：計算機。實驗項目(五)（2.5學時）：Matlab在信號處理中應用1（1）項目類別：必做

選做√（2）項目性質：演示性□

驗證性

設計性√

綜合性□

（3）項目主要目的要求：編寫程序實現數字信號傅里葉變換。（4）主要儀器：計算機。實驗項目(六)（2.5學時）：Matlab在信號處理中應用2（1）項目類別：必做

選做√（2）項目性質：演示性□

驗證性

設計性√

綜合性□

（3）項目主要目的要求：編寫程序實現數字濾波器并實現數字信號濾波。（4）主要儀器：計算機。實驗項目(七)（2.5學時）：Matlab在自動控制中應用（1）項目類別：必做

選做√（2）項目性質：演示性□

驗證性

設計性√

綜合性□

（3）項目主要目的要求：

編寫程序實現閉環系統各項技術指標的測量，分析參數變化對性能指標的影響。（4）主要儀器：計算機。實驗項目(八)（2.5學時）：Matlab在圖像信號處理中應用（1）項目類別：必做

選做√（2）項目性質：演示性□

驗證性

設計性√

綜合性□

（3）項目主要目的要求：

將數碼相機或手機拍攝的數字圖像文件讀入，對圖像信號加工處理得到新的圖像文件并保存。（4）主要儀器：計算機。實驗項目(九)（2.5學時）：圖形用戶界面設計（1）項目類別：必做

選做√（2）項目性質：演示性□

驗證性

設計性√

綜合性□

（3）項目主要目的要求：

設計一個頻譜分析儀并用圖形用戶界面對該軟件包裝，使其通過鼠標操作實現該系統功能。（4）主要儀器：計算機。實驗項目(十)（2.5學時）：Matlab在通信系統中應用（1）項目類別：必做

選做√（2）項目性質：演示性□

驗證性

設計性√

綜合性□

（3）項目主要目的要求：

編寫程序實現通信系統的ASK，FSK，PSK調制與解調。（4）主要儀器：計算機。實驗項目(十一)（2.5學時）：晶體管單管共射放大電路的仿真分析（1）項目類別：必做

選做R（2）項目性質：演示性□

驗證性□

設計性□

綜合性√（3）項目主要目的要求：學會利用Multisim創建電路，并對電路進行靜態調試和動態性能指標的測試。（4）主要儀器：計算機。實驗項目(十二)（2.5學時）：射極跟隨器的仿真分析（1）項目類別：必做□

選做√（2）項目性質：演示性□

驗證性□

設計性

綜合性√（3）項目主要目的要求：掌握電路的搭建，基本及模擬元器件的調用編輯，練習函數信號發生器、示波器、數字萬用表、波特圖儀的操作，熟悉直流工作點、交流等分析方法的使用。（4）主要儀器：計算機。實驗項目(十三)（2.5學時）：基本門電路邏輯功能和分立元件特性測試的仿真（1）項目類別：必做

□

選做√（2）項目性質：演示性□

驗證性□

設計性

綜合性√（3）項目主要目的要求：熟悉電路的搭建，基本數字元器件的調用編輯，練習字信號發生器、邏輯分析儀、邏輯轉換儀、伏安特性測試儀的操作使用。（4）主要儀器：計算機。實驗項目(十四)（2.5學時）：負反饋放大電路的仿真分析（1）項目類別：必做□

選做√（2）項目性質：演示性□

驗證性□

設計性

綜合性√（3）項目主要目的要求：進一步熟練掌握復雜電路的搭建，練習各種虛擬儀器儀表的操作，掌握各種分析方法的使用。（4）主要儀器：計算機。實驗項目(十五)（2.5學時）：譯碼器及其應用電路的仿真（1）項目類別：必做

選做R（2）項目性質：演示性□

驗證性□

設計性√

綜合性（3）項目主要目的要求：練習使用Multisim測試譯碼器的邏輯功能，并進行組合邏輯電路的設計與仿真分析。（4）主要儀器：計算機。實驗項目(十六)（2.5學時）：時序邏輯電路的仿真分析（1）項目類別：必做

選做R（2）項目性質：演示性□

驗證性□

設計性√

綜合性（3）項目主要目的要求：練習使用Multisim測試D觸發器、雙向移位寄存器、計數器的邏輯功能，并基于各器件進行相應應用時序邏輯電路的設計與仿真分析。（4）主要儀器：計算機。實驗項目(十七)（2.5學時）：電壓比較器及波形發生電路的仿真分析（1）項目類別：必做

選做R（2）項目性質：演示性□

驗證性□

設計性

綜合性√（3）項目主要目的要求：熟悉使用示波器測試電壓比較器的電壓傳輸特性，并基于各模擬器件及電壓比較器進行正弦波、矩形波、三角波、鋸齒波發生電路的設計與仿真分析。（4）主要儀器：計算機。實驗項目(十八)（2.5學時）：555定時器及其應用電路的仿真（1）項目類別：必做□

選做√（2）項目性質：演示性□

驗證性□

設計性

綜合性√（3）項目主要目的要求：熟悉使用虛擬儀器儀表測試555定時器的邏輯功能，并基于555定時器進行施密特觸發器和多諧振蕩器的設計與仿真分析。（4）主要儀器：計算機。實驗項目(十九)（2.5學時）：直流電路仿真分析（1）項目類別：必做□

選做√（2）項目性質：演示性□

驗證性□

設計性

綜合性√（3）項目主要目的要求：熟悉使用電壓表、電流表，掌握直流工作點分析方法的操作。（4）主要儀器：計算機。實驗項目(二十)（2.5學時）：常用電路定理的仿真（1）項目類別：必做□

選做√（2）項目性質：演示性□

驗證性□

設計性

綜合性√（3）項目主要目的要求：設計電路進行基爾霍夫定律、戴維南定理、諾頓定理等仿真。熟悉元基本器件的編輯、電路連接等。（4）主要儀器：計算機。實驗項目(二十一)（2.5學時）：動態電路仿真分析（1）項目類別：必做□

選做√（2）項目性質：演示性□

驗證性□

設計性

綜合性√（3）項目主要目的要求：一階、二階動態電路仿真，掌握示波器的操作。（4）主要儀器：計算機。實驗項目(二十二)（2.5學時）：諧振電路仿真分析（1）項目類別：必做□

選做√（2）項目性質：演示性□

驗證性□

設計性

綜合性√（3）項目主要目的要求：串聯、并聯諧振電路仿真，熟悉波特圖儀的操作并進行相應分析。（4）主要儀器：計算機。實驗項目(二十三)（2.5學時）：正弦電路功率分析的仿真（1）項目類別：必做□

選做√（2）項目性質：演示性□

驗證性□

設計性

綜合性√（3）項目主要目的要求：熟悉使用功率表進行正弦電路功率分析。（4）主要儀器：計算機。實驗項目(二十四)（2.5學時）：整流電路的仿真分析（1）項目類別：必做□

選做√（2）項目性質：演示性□

驗證性□

設計性

綜合性√（3）項目主要目的要求：半波、全波整流電路的設計與仿真分析，熟悉函數信號發生器、示波器的聯合使用。（4）主要儀器：計算機。八、學時分配章目教學內容教學環節理論教學學時實驗教學學時一Matlab語言概述10二Matlab語言基本語法35三Matlab在高等數學中應用25四Matlab在信號處理、自控通信等課程中應用26五Multisim的基本功能與基本操作10六

Multisim的分析方法和虛擬儀器使用方法35七

Multisim在電路分析中的應用和仿真26八

Mul