《計算機仿真（Matlab和Multisim）》課程教學(xué)大綱

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

課程類別：專業(yè)選修課適用專業(yè)：電子信息工程

考核方式：考查總學(xué)時、學(xué)分：48學(xué)時2學(xué)分

其中實驗學(xué)時：32學(xué)時一、

課程性質(zhì)、教學(xué)目的《計算機仿真（Matlab和Multisim）》是電子信息工程專業(yè)的專業(yè)選修課，是電子信息工程專業(yè)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(xué)8課時，實驗教學(xué)16課時；Multisim仿真理論教學(xué)8課時，實驗教學(xué)16課時。該課程旨在通過理論教學(xué)與實驗環(huán)節(jié)，使學(xué)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(shù)學(xué)建模和基本算法，了解Matlab語言在電子信息專業(yè)主干課程中應(yīng)用；使學(xué)生掌握電路設(shè)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(chuàng)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(shè)計基本電路的能力，為后續(xù)進行電路系統(tǒng)的綜合分析與設(shè)計打下一定的基礎(chǔ)。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(xué)習(xí)，應(yīng)使學(xué)生掌握Matlab、Multisim在高等數(shù)學(xué)、專業(yè)課中的初步應(yīng)用。該課程是數(shù)學(xué)分析和專業(yè)課程仿真的基本工具，是學(xué)生學(xué)習(xí)《高等數(shù)學(xué)》、《電路分析》、《模擬電路》、《數(shù)字電路》、《數(shù)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(xué)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(xué)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(xué)目標3：理解Matlab仿真和Multisim仿真在專業(yè)課相關(guān)內(nèi)容中的應(yīng)用。課程教學(xué)目標與畢業(yè)要求對應(yīng)的矩陣關(guān)系教學(xué)目標畢業(yè)要求12345678教學(xué)目標1

LLLL

L教學(xué)目標2

HMMM

M教學(xué)目標3

MHHMMM通過學(xué)習(xí)能用Matlab和Multisim實現(xiàn)數(shù)學(xué)計算和專業(yè)課的工程仿真。二、

先修課程計算機基礎(chǔ)與應(yīng)用。三、

課程教學(xué)重、難點教學(xué)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(shù)字萬用表、瓦特表、函數(shù)信號發(fā)生器、雙/四蹤示波器、波特圖儀、字信號發(fā)生器、邏輯轉(zhuǎn)換儀、邏輯分析儀、伏安特性測試儀等虛擬儀器儀表的調(diào)用、操作與使用。直流工作點方法、交流分析、參數(shù)掃描分析、溫度掃描分析等方法的應(yīng)用。教學(xué)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(shù)的設(shè)置與使用。四、

課程教學(xué)方法與教學(xué)手段課堂講授、上機實踐。五、

課程教學(xué)內(nèi)容第1章

Matlab語言概述（1學(xué)時）1．教學(xué)內(nèi)容(1)

Matlab語言特點；(2)

Matlab語言工作環(huán)境。2．重、難點提示(1)

重點是Matlab語言工作環(huán)境；(2)

難點是Matlab軟件安裝。第2章

Matlab基本語法（3學(xué)時）1．教學(xué)內(nèi)容(1)

數(shù)據(jù)輸入及算術(shù)運算；(2)

關(guān)系運算、邏輯運算；順序程序設(shè)計、分支程序設(shè)計和循環(huán)程序設(shè)計；(3)

數(shù)據(jù)交互輸入、文件讀寫；(4)

基本數(shù)學(xué)函數(shù)和二維繪圖；(5)

三維繪圖及動畫制作；(6)

M文件程序調(diào)試。2．重、難點提示(1)

重點是順序程序設(shè)計、分支程序設(shè)計和循環(huán)程序設(shè)計；(2)

難點是分支程序設(shè)計和循環(huán)程序設(shè)計。第3章

Matlab在高等數(shù)學(xué)中應(yīng)用（2學(xué)時）1．教學(xué)內(nèi)容(1)

Matlab在矩陣分析中應(yīng)用；(2)

Matlab在多項式運算中應(yīng)用；(3)

Matlab在數(shù)據(jù)分析與統(tǒng)計中應(yīng)用；(4)

Matlab在函數(shù)分析與數(shù)值積分中應(yīng)用。2．重、難點提示(1)

重點是不同數(shù)學(xué)問題采用的算法分析及程序?qū)崿F(xiàn)；(2)

難點是數(shù)學(xué)問題求解的程序?qū)崿F(xiàn)。第4章

Matlab在信號系統(tǒng)、信號處理、自控等課程中應(yīng)用（2學(xué)時）1．教學(xué)內(nèi)容(1)

Matlab在信號與系統(tǒng)課程中的應(yīng)用；(2)

Matlab在數(shù)字信號處理課程中應(yīng)用；(3)

Matlab在圖像信號處理中應(yīng)用；(4)

Matlab在自動控制課程中應(yīng)用。2．重、難點提示(1)

重點是不同專業(yè)課程中使用的工具箱及程序?qū)崿F(xiàn)；(2)

難點是專業(yè)課程物理問題的算法及其實現(xiàn)。第5章

Multisim的基本功能與基本操作（1學(xué)時）1．教學(xué)內(nèi)容(1)

Multisim發(fā)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(guān)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(xué)時）1．教學(xué)內(nèi)容(1)

直流工作點方法，

交流分析，

參數(shù)掃描分析，

溫度掃描分析等；(2)

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

主要分析方法的作用、相關(guān)參數(shù)及變量的設(shè)置；(2)

主要虛擬儀器的使用。第7章

Multisim在電路分析中的應(yīng)用和仿真（2學(xué)時）1．教學(xué)內(nèi)容(1)

電路分析方法的仿真；(2)

常用電路定理的仿真；(3)

動態(tài)電路分析仿真。2．重、難點提示

掌握一階、二階動態(tài)電路仿真。第8章

Multisim在模擬電路、數(shù)字電路中的應(yīng)用和仿真（2學(xué)時）1．教學(xué)內(nèi)容(1)

單管共射放大電路的仿真分析；(2)

集成電路中的應(yīng)用仿真；(3)

組合邏輯電路的仿真分析與設(shè)計；(4)

時序邏輯電路的設(shè)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(yīng)用電路的設(shè)計分析與仿真；(3)

譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器等組合邏輯電路的設(shè)計與仿真；(4)

寄存器、計數(shù)器的仿真分析。七、實驗教學(xué)內(nèi)容實驗項目(一)（2.5學(xué)時）：二維繪圖（1）項目類別：必做√

選做（2）項目性質(zhì)：演示性□

驗證性

設(shè)計性√

綜合性□

（3）項目主要目的要求：

對于給定任務(wù)編寫程序?qū)崿F(xiàn)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(xué)時）：三維繪圖（1）項目類別：必做√

選做（2）項目性質(zhì)：演示性□

驗證性

設(shè)計性√

綜合性□

（3）項目主要目的要求：

對于給定任務(wù)編寫程序?qū)崿F(xiàn)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(xué)時）：Matlab在高數(shù)中應(yīng)用1（1）項目類別：必做√

選做（2）項目性質(zhì)：演示性□

驗證性

設(shè)計性√

綜合性□

（3）項目主要目的要求：

對于給定任務(wù)編寫程序?qū)崿F(xiàn)高數(shù)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(xué)時）：Matlab在高數(shù)中應(yīng)用2（1）項目類別：必做√

選做（2）項目性質(zhì)：演示性□

驗證性

設(shè)計性√

綜合性□

（3）項目主要目的要求：

對于給定任務(wù)編寫程序?qū)崿F(xiàn)高數(shù)中相關(guān)函數(shù)、協(xié)方差函數(shù)；插值、擬合等計算。（4）主要儀器：計算機。實驗項目(五)（2.5學(xué)時）：Matlab在信號處理中應(yīng)用1（1）項目類別：必做

選做√（2）項目性質(zhì)：演示性□

驗證性

設(shè)計性√

綜合性□

（3）項目主要目的要求：編寫程序?qū)崿F(xiàn)數(shù)字信號傅里葉變換。（4）主要儀器：計算機。實驗項目(六)（2.5學(xué)時）：Matlab在信號處理中應(yīng)用2（1）項目類別：必做

選做√（2）項目性質(zhì)：演示性□

驗證性

設(shè)計性√

綜合性□

（3）項目主要目的要求：編寫程序?qū)崿F(xiàn)數(shù)字濾波器并實現(xiàn)數(shù)字信號濾波。（4）主要儀器：計算機。實驗項目(七)（2.5學(xué)時）：Matlab在自動控制中應(yīng)用（1）項目類別：必做

選做√（2）項目性質(zhì)：演示性□

驗證性

設(shè)計性√

綜合性□

（3）項目主要目的要求：

編寫程序?qū)崿F(xiàn)閉環(huán)系統(tǒng)各項技術(shù)指標的測量，分析參數(shù)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(xué)時）：Matlab在圖像信號處理中應(yīng)用（1）項目類別：必做

選做√（2）項目性質(zhì)：演示性□

驗證性

設(shè)計性√

綜合性□

（3）項目主要目的要求：

將數(shù)碼相機或手機拍攝的數(shù)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(xué)時）：圖形用戶界面設(shè)計（1）項目類別：必做

選做√（2）項目性質(zhì)：演示性□

驗證性

設(shè)計性√

綜合性□

（3）項目主要目的要求：

設(shè)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(xiàn)該系統(tǒng)功能。（4）主要儀器：計算機。實驗項目(十)（2.5學(xué)時）：Matlab在通信系統(tǒng)中應(yīng)用（1）項目類別：必做

選做√（2）項目性質(zhì)：演示性□

驗證性

設(shè)計性√

綜合性□

（3）項目主要目的要求：

編寫程序?qū)崿F(xiàn)通信系統(tǒng)的ASK，F(xiàn)SK，PSK調(diào)制與解調(diào)。（4）主要儀器：計算機。實驗項目(十一)（2.5學(xué)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(zhì)：演示性□

驗證性□

設(shè)計性□

綜合性√（3）項目主要目的要求：學(xué)會利用Multisim創(chuàng)建電路，并對電路進行靜態(tài)調(diào)試和動態(tài)性能指標的測試。（4）主要儀器：計算機。實驗項目(十二)（2.5學(xué)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(zhì)：演示性□

驗證性□

設(shè)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(diào)用編輯，練習(xí)函數(shù)信號發(fā)生器、示波器、數(shù)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(xué)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(zhì)：演示性□

驗證性□

設(shè)計性

綜合性√（3）項目主要目的要求：熟悉電路的搭建，基本數(shù)字元器件的調(diào)用編輯，練習(xí)字信號發(fā)生器、邏輯分析儀、邏輯轉(zhuǎn)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(xué)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(zhì)：演示性□

驗證性□

設(shè)計性

綜合性√（3）項目主要目的要求：進一步熟練掌握復(fù)雜電路的搭建，練習(xí)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(xué)時）：譯碼器及其應(yīng)用電路的仿真（1）項目類別：必做

選做R（2）項目性質(zhì)：演示性□

驗證性□

設(shè)計性√

綜合性（3）項目主要目的要求：練習(xí)使用Multisim測試譯碼器的邏輯功能，并進行組合邏輯電路的設(shè)計與仿真分析。（4）主要儀器：計算機。實驗項目(十六)（2.5學(xué)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(zhì)：演示性□

驗證性□

設(shè)計性√

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

選做R（2）項目性質(zhì)：演示性□

驗證性□

設(shè)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(fā)生電路的設(shè)計與仿真分析。（4）主要儀器：計算機。實驗項目(十八)（2.5學(xué)時）：555定時器及其應(yīng)用電路的仿真（1）項目類別：必做□

選做√（2）項目性質(zhì)：演示性□

驗證性□

設(shè)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(fā)器和多諧振蕩器的設(shè)計與仿真分析。（4）主要儀器：計算機。實驗項目(十九)（2.5學(xué)時）：直流電路仿真分析（1）項目類別：必做□

選做√（2）項目性質(zhì)：演示性□

驗證性□

設(shè)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(xué)時）：常用電路定理的仿真（1）項目類別：必做□

選做√（2）項目性質(zhì)：演示性□

驗證性□

設(shè)計性

綜合性√（3）項目主要目的要求：設(shè)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(xué)時）：動態(tài)電路仿真分析（1）項目類別：必做□

選做√（2）項目性質(zhì)：演示性□

驗證性□

設(shè)計性

綜合性√（3）項目主要目的要求：一階、二階動態(tài)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(xué)時）：諧振電路仿真分析（1）項目類別：必做□

選做√（2）項目性質(zhì)：演示性□

驗證性□

設(shè)計性

綜合性√（3）項目主要目的要求：串聯(lián)、并聯(lián)諧振電路仿真，熟悉波特圖儀的操作并進行相應(yīng)分析。（4）主要儀器：計算機。實驗項目(二十三)（2.5學(xué)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(zhì)：演示性□

驗證性□

設(shè)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(xué)時）：整流電路的仿真分析（1）項目類別：必做□

選做√（2）項目性質(zhì)：演示性□

驗證性□

設(shè)計性

綜合性√（3）項目主要目的要求：半波、全波整流電路的設(shè)計與仿真分析，熟悉函數(shù)信號發(fā)生器、示波器的聯(lián)合使用。（4）主要儀器：計算機。八、學(xué)時分配章目教學(xué)內(nèi)容教學(xué)環(huán)節(jié)理論教學(xué)學(xué)時實驗教學(xué)學(xué)時一Matlab語言概述10二Matlab語言基本語法35三Matlab在高等數(shù)學(xué)中應(yīng)用25四Matlab在信號處理、自控通信等課程中應(yīng)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(yīng)用和仿真26八

Mul