<模电学习1>Multisim 12.0 搭建并仿真51单片机最小系统

环境：

    系统环境： win7 64位

    软件平台：Multisim 12.0

目的：

    刚毕业，但是模电知识也忘得差不多了，加之自己想搞搞硬件设计，如果只是看模电书，不实践，还是终觉浅。当做兴趣一样学学模电，仿真仿真。Multisim的MCU少，就拿51来练练手，搭建51单片机仿真系统，配合着记录一下书本的知识。

概述：

   最后使用Multisim 12.0搭建出来的最小系统为图1-1所示，通过编写程序可以使LED1循环闪烁。

图1-1

 

 正常来说，51单片机最小系统一般包括单片机、晶振电路、复位电路，我没有添加复位电路，因为只是模电的Hello World而已，先熟悉仿真流程。

步骤：

1、建立一个文件夹MCUDemo，存放所创建的工程，我这里路径是 F:\Multisim\MCUDemo

 

图1-2

2、打开Multisim 12.0 软件

图1-3

   软件的首界面为图1-4，可以再左边工程栏看到默认创建了一个名字为 Design1的Multisim工程

图1-4

3、 选择File/Save as或者Ctrl+S,保存一下新工程，并改名字为 MCU51Demo，存放在第1步创建的文件夹，如图1-5所示，选择“保存”按钮

图1-5

保存完后，软件界面截图如下

图1-6

4、放置单片机。选择菜单栏的 Place/Component，弹出“Select a component”对话框，选择 Group为 “MCU”，Family为“805x”,Component为“8051”，如图1-7所示

图1-7

5、在图1-7对话框内，选择好器件后，点击右上角的“OK”按钮，这时可以将选中的8051器件放置在原理图中，当放置好之后（也即点击鼠标左键），会弹出MCU Wizard创建向导，如图1-8所示

图1-8

6、在图1-8所示中，选择工作空间存放的路径，这里为第1步所创建的文件夹F:\Multisim\MCUDemo\，工作空间名字取名为 MCU51，如下图1-9

图1-9

设置好之后，选择 Next

7、这一步是设置MCU的工程的类型以及编译语言、名字，Project Type里有Standard和 External Hex File，前者是标准类型（其实我也没用后者），后者是导入外部HEX文件，在本实验中，我选择“Standard”；编程语言Programming Language里选择“C”，即用C语言； 编译工具Assembler/compiler tool一栏选择默认；工程名字Project name设置为“MCU51Debug”，突然感觉起了好多名字。设置好之后如图1-10所示

图1-10

  设置好之后，选择“Next”

8、接下来是设置是否创建空工程，这里按默认值，直接添加一个main.c文件，如图1-11所示

图1-11

选择“Finish”

9、此时Multisim的工程结构如图1-11所示

图1-11

10、接下来就是要搭建最小系统了，首先搭建晶振电路，先添加晶振，选择菜单栏 Place-->Component，在Multisim中，晶振的所属的GROUP为 Misc，Family为CRYSTAL，如图1-12所示，选择 晶振“HC-49/U_11MHz”，我没找到12M的。

图1-12

点击右上角的OK，将其放置在合适的位置，这里放置好之后，我右键旋转了一下，放置好之后的如图1-13

图1-13

11、然后放置2个30pf的电容，同样的 Place-->Component，电容的Group为Basic，Family为 CAPACITOR，如下图1-14所示

  

图1-14

点击“OK”，放置在合适的位置，按照同样的方法再放置一个30pF的电容，如图1-15所示

图1-15

12、然后再放置地 DGND，同样的Place-->Component，如图1-16所示

图1-16

放置后的效果如图1-17

图1-17

到此，晶振电路就搭建好了，现在可以先将这一部分用线Wire连接，顺带着把单片机的地线也连接，连接后如图1-18所示

图1-18

13、放置电源VCC，放置步骤不再啰嗦，如图1-19

图1-19

放置并连线，如图1-20

图1-20,

到这里其实，51单片机的最最最小系统已经搭建好了，注意其中31脚也和VCC连接了，这是因为对于31脚(EA/Vpp),当接高电平时,单片机在复位后从内部

ROM的0000H开始执行;当接低电平时,复位后直接从外部ROM的0000H开始执行。这一点是初学者容易忽略的。

尽管最小系统已经搭建好了，但是也无法通过仿真看有什么效果，这里添加一个LED灯，来显示仿真结果。

14、同样的添加一个LED，如图1-21，器件对话框，这里选择了一个红色LED

图1-21

放置在电路图合适的位置，如图1-22

图1-22

15、此时LED还不能直接连接，需要添加一个电阻，保护二极管LED，添加一个1K的电阻，如图1-23

图1-23

放置并连接，如图1-24

图1-24

 我LED灯与单片机连接的引脚是P2.0，引脚可以随便连接。接下来就是Ctrl+S保存一下，再编写51程序

16、双击图1-25所示的main.c

图1-25

此时main.c的内容如图1-26所示

图1-26

17、编写程序，编写完后的main.c内容如下图1-27

图1-27

注意 Multisim里的51头文件是8051.h ，不是 reg51.h

18、保存一下文件，然后选择工具栏的 MCU-->MCU 8051 U1-->Build，编译程序，如图1-28所示

图1-28

  编译的结果如下图1-29。此时 0 Errors 0 Warnings

图1-29

19、回到原理图界面，点击如图1-30红线圈起的开始按钮，

图1-30

20、此时，按常理来说，LED1应该不停闪烁，但是我的没有闪烁。这个与LED的工作电流有关系，下面修改一下，首先 停止仿真，即菜单栏 Simulator-->Stop，然后双击LED1，弹出LED1的属性对话框，如下图1-31

图1-31

将上图的On Current值“5”该低一些，这里改为 “2”，如下图1-32所示

图1-32

点击OK，然后Ctrl+S保存，再点击“开始仿真”按钮或者 Simulator-->Start，弹出如下对话框

点击“Yes”，此时可以看到LED1闪烁

  

图1-33  LED灭                                                                                  图1-34 LED亮

结语：

   到这里，利用Multisim仿真51单片机点亮LED灯的例程差不多完了，中间的一些细节问题还想再写一写，但是到时间去做运动了。不喜勿喷，纯粹就是个人笔记而已，感觉好像回到了大三写博客的时候了...╮(╯▽╰)╭来到上海不容易啊