电路课程设计周天威doc模板.doc

电路课程设计周天威doc

8
2020年4月19日
文档仅供参考
一、课程设计的目的
电路原理课程是电类专业的主要技术基础课。经过本课程的学习，能够使学生掌握近代电路理论的基础知识、电路分析与计算的基本方法，具备进行试验的初步技能，并为后续课程的学习打下必要的基础。
电路原理课程设计是理论教学之后的一个综合性实践教学环节，是对课程理论和课程实验的综合和补充。学会并利用一种电路分析软件，对电路进行分析、计算和仿真，经过查找资料，选择方案，设计电路，撰写报告，完成一个较完整的设计过程，将抽象的理论知识与实际电路设计联系在一起，使学生在掌握电路基本设计方法的同时，加深对课程知识的理解和综合应用，培养学生综合运用基础理论知识和专业知识解决实际工程设计问题的能力，以及工程意识和创新能力。
二、课程设计选题
电路的选择为电阻R1，R2，R3，R4的值分别为5Ω,20Ω,5Ω,30Ω。电压源U1，U2的值分别为30V和5V，电流源I1=1A，求电流I。

图1
三、方案设计
1．电路确定
电路图如图1所示
2．仿真软件的选择
软件的特点：Multisim是美国国家仪器（NI）有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。
软件的功能：工程师们能够使用Multisim交互式地搭建电路原理图，并对电路进行仿真。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技术就能够很快地进行捕获、仿真和分析新的设计，这也使其更适合电子学教育。经过Multisim和虚拟仪器技术，PCB设计工程师和电子学教育工作者能够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。
软件的任务：该软件的任务就是在Multisim10.1环境下画出一个完整的电路图，然后根据所给的数值运行出结果，然后比较仿真结果
3． 仿真方案的确定：仿真软件的选择为Multisim10.1,利用网孔电流法法进行求解。
四、电路理论分析
连支I 1，I2，I3即为回路电流im1,im2,im3三个基本回路列出回路电流im1,im2,im3为变量的KCL方程为
im1=I1
-R1im1+(R1+R3+R4)im2-R4im3=U1
-R2im1-R4im2+(R2+R4)im3=U2
带入数字并经整理后可得
im1=1
-5im1+40im2-30im3=30
-20im1-30im2=50im3=-5
解出im1,im2,im3后可根据一下格式计算之路电流
im1=I1=1A
im2=2A
im3=1.5A
I=im2-im3=0.5A

五、电路的原理图设计
（1）电路图的连结
该电路图的设计所用的电路元件有电阻和电源，电阻的表示为（ＲＥＳ），电源的表示为（ＵＳＲＣ），除此之外还有一个接地源。
在Multisim10.1环境下首先寻找自己想要的元件，找到（ＵＳＲＣ）之后双击该名称便可将该元件选中，然后在右面的表格的适当位置点下鼠标的左键将电源放入其中，距该电源一定的距离后在同一水平线放入第二个电源。电源的放置便能够了。
再选中（ＲＥＳ）后同样双击该名称，然后按空格键能够改变电阻丝的放置方向，在电源的上方一定距离放置第一个电阻丝，水平方向依次放置四个电阻丝，再在两个电源之间坚直放置两个电阻丝，至此，基本元件的放置已经结束。
放置好电路元件后开始连结电路图，在Multisim10.1环境下的右上方有一个专门画线的工具，双击该图标后在各个结点处点下鼠标左键进行连结。连结好电路之后选中接地的元件双击该元件后连入电路。
（2）电路各个元件的赋值
对连结好的元件进行赋值时要先双击想要赋值的元件，双击后会出现一个对话框在该内容里进行想要修改的项目，比如想要对第一个电阻元件修改成Ｒ４，其值为30Ω，则在该项内容里元件名称删去后改为你想要的Ｒ４，而在Ｐart后面改为４Ω即可。

　　　　　　　　　　　　　　　　 图２
（3）仿真步骤
电路图一切做好之后便能够进行电路的运行，在常见工具栏里找到运行该电路的图标后用鼠标左键点击，选择Operationing Point An 后在下方选择Run Analyses。在之后出来的对话框中的下方找到运行的字样后单击，在之后出现的是否运行选择中选ＹＥＳ，运行结果便会直接出现在界面中（如果电路图出现问题时不会显示出运行结果，系统会自动提示你的错误在哪处，然后根据所提示的内容返回Multisim10.1界面进行修改，直至出现正确的运行结果，电路仿真的运行便结束了。
具体截图如下图所示

图３

（4）仿真分析
在运行结果中解得电流I的截图所示
图４
理论计算结果和运行结果基本一致，验证了该电路用结点电压法进行运算的正确性，同理可证其它运行结果也和理论计算结果相一致。
 六、结论
在Multisim10.1环境下能够很直观地反映出仿真结果与理论结果相一致，也验证了网孔电流法解决电路问题的可行性与正确性。
七、设计心得与体会
经过这次课程设计，加强了我们动手、思考和解决问题的能力。在整个设计过程中，我不但对课本知识有了巩固和加强，同时也学会了如何去运用Multisim软件进行电路的仿真设计。在做课程设计的时候，也遇到了各种各样的困难，但我都一一的战胜了。经过这次课程设计我懂得了学习的重要性，了解到理论知识与实践相结合的重要意义。学会了坚持耐心和努力，这将会对今后的学习和工作起到很大的作用。“千里之行始于足下”，经过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义．我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础。
八、参考文献
[1] 邱关源. 电路[M]．北京: 高等教育出版社，1999
[2] 李方明. 电子设计自动化技术及应用[M]．北京: 清华大学出版社，
[3] 李方明，恩莉.电路的计算机辅助分析与设计[M]．沈阳: 东北大学出版社，
[4] 郑学瑜，肖红军，聂典，刘景夏.电路辅导及习题精解[M]. 西安: 陕西师范大学出版社，