simulink仿真實(shí)驗(yàn)報(bào)告-2

PAGEPAGE3Simulink對(duì)數(shù)字電路與或門的仿真專業(yè)：電子信息科學(xué)與技術(shù)組員：蘇呈浩張帆劉凱寶亓帥兵摘要：數(shù)字邏輯電路的邏輯驗(yàn)證是一件繁瑣的工作，費(fèi)時(shí)又費(fèi)力。本文采用MATLAB附帶的圖形仿真工具Simulink實(shí)現(xiàn)了數(shù)字邏輯電路的仿真，簡單方便，成本低。為數(shù)字邏輯電路的邏輯驗(yàn)證和實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了一種新的方法。引言：如何驗(yàn)證數(shù)字邏輯電路的設(shè)計(jì)是否正確？在一般情況下，工程師們采用面包板搭接電路，也有的設(shè)計(jì)成印刷電路板焊接完成后進(jìn)行測(cè)試。前者往往由于接觸不良而造成功能失常；后者則往往由于設(shè)計(jì)-焊接-調(diào)試的多次反復(fù)而花費(fèi)大量的時(shí)間。隨著大量可編程邏輯器件的使用，如何在最短的時(shí)間內(nèi)、用最低的成本對(duì)數(shù)字邏輯電路進(jìn)行最全面的功能驗(yàn)證已經(jīng)成為了一個(gè)相當(dāng)突出的問題。

MATLAB是1980年美國學(xué)者CleveMoler等人推出的交互式仿真語言，已經(jīng)受到控制界的廣泛重視和大力歡迎，在控制領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用［1］。本文采用MATLAB附帶的圖形仿真工具Simulink進(jìn)行數(shù)字邏輯電路的仿真，確保了電路的功能正確，大大縮短了設(shè)計(jì)周期，降低了成本。

MATLAB提供的圖形界面仿真工具Simulink類似于集成電路實(shí)驗(yàn)箱，由一系列模塊庫組成。用戶只要從模塊庫中拖放合適的模塊,組合在一起即可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的仿真，簡單易學(xué)。Simulink提供的模塊庫有信號(hào)源庫、輸出模塊庫、線性模塊庫、非線性模塊庫、離散模塊庫、連接模塊庫以及其他模塊庫。用戶可以根據(jù)需要混合使用各庫中的模塊來組合系統(tǒng)；也可以封裝自己的模塊，自定義模塊庫，從而實(shí)現(xiàn)全圖形化仿真。

1.基本單元

在數(shù)字邏輯電路的設(shè)計(jì)中，最常用的輸入信號(hào)是時(shí)鐘信號(hào)Clock，最簡單的輸出設(shè)備是示波器，用以觀察系統(tǒng)的輸出。在Simulink的模塊庫中，前者在Extras庫的Flip-Flops組中，可以改變時(shí)鐘的周期，后者是Sinks庫中的示波器Graph，可以改變信號(hào)幅度和時(shí)間的標(biāo)尺。為了將多路信號(hào)輸入一個(gè)示波器，可以使用Connections庫中的多路開關(guān)Mux將多路信號(hào)集中后送到Graph中，這樣，Graph就以不同的顏色顯示各信號(hào)，這三種模塊示于圖1(a)中。為了避免多路信號(hào)重疊在一起，需要給每一路信號(hào)設(shè)置偏移，可以按圖2封裝成多路信號(hào)顯示器N-lineGraph。2.仿真對(duì)象運(yùn)用與或門實(shí)現(xiàn)一個(gè)組合邏輯電路:有三個(gè)裁判，主裁判A,副裁判B,C只有當(dāng)主裁判A與至少一個(gè)副裁判B，C判斷通過時(shí)候,結(jié)果才成立即輸出為1。否則輸出為0。3.列真值表：假設(shè)裁判輸出1為通過,0為否定.最終輸出結(jié)果為F列下列真值表：ABCF000000100100011010001011110111114.運(yùn)用卡諾圖化簡得到邏輯表達(dá)式化簡得到邏輯表達(dá)式：F=AB+AC5.用simulink開始仿真步驟如下：1）：打開matlab，輸入命令simulink；2）：在simulink中新建文件并保存；3）：從simulink菜單中選出需要的器件：3個(gè)Pulse,1個(gè)Mux,1個(gè)CombinatorialLogic,1個(gè)Scope4）：設(shè)置參數(shù)： 3個(gè)Pulse代表A,B，C是用來輸出信號(hào)的根據(jù)上面真值表可知A的脈沖周期為8,高電平時(shí)間為4，高電平起始點(diǎn)設(shè)置為5，所以設(shè)置如圖所示：同理BC設(shè)置分別為：然后設(shè)置CombinatorialLogic參數(shù)如圖所示其中為F輸出的真值表：最后設(shè)置示波器讓其接收多個(gè)參數(shù)：1、雙擊scope圖標(biāo)2、在彈出的窗口中，單擊菜單欄第二個(gè)圖標(biāo)Parameters（在打印圖標(biāo)的左邊）3、在彈出的窗口中，修改General選項(xiàng)卡中的Numberofaxes，例如，將1修改為4，則確認(rèn)后出現(xiàn)四路輸入信號(hào)5）關(guān)鍵的一步：將仿真參數(shù)中的Implementlogicsignalsasboolendata勾掉避免數(shù)據(jù)不匹配4）按照下圖連接電路：6.運(yùn)行電路觀察示波器的結(jié)果