基于matlab的時(shí)序邏輯電路設(shè)計(jì)與仿真-文庫(kù)吧
2025-06-11 17:39 本頁(yè)面
【正文】 ,使MATLAB成為一個(gè)強(qiáng)大的數(shù)學(xué)軟件。在新的版本中也加入了對(duì)C，F(xiàn)ORTRAN，C++ ，JAVA的支持?？梢灾苯诱{(diào)用,用戶(hù)也可以將自己編寫(xiě)的實(shí)用程序?qū)氲組ATLAB函數(shù)庫(kù)中方便自己以后調(diào)用，此外許多的MATLAB愛(ài)好者都編寫(xiě)了一些經(jīng)典的程序，用戶(hù)可以直接進(jìn)行下載就可以用。1 MATLAB簡(jiǎn)介 MATLAB MATLAB是矩陣實(shí)驗(yàn)室（Matrix Laboratory）的簡(jiǎn)稱(chēng)，是美國(guó)MathWorks公司出品的商業(yè)數(shù)學(xué)軟件，用于算法開(kāi)發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計(jì)算的高級(jí)技術(shù)計(jì)算語(yǔ)言和交互式環(huán)境，主要包括MATLAB和Simulink兩大部分。MATLAB 的應(yīng)用范圍非常廣，包括信號(hào)和圖像處理、通訊、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、測(cè)試和測(cè)量、財(cái)務(wù)建模和分析以及計(jì)算生物學(xué)等眾多應(yīng)用領(lǐng)域。附加的工具箱（單獨(dú)提供的專(zhuān)用 MATLAB 函數(shù)集）擴(kuò)展了 MATLAB 環(huán)境，以解決這些應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)特定類(lèi)型的問(wèn)題。 MATLAB的特點(diǎn)MATLAB是當(dāng)今最優(yōu)秀的科技應(yīng)用軟件之一，它以強(qiáng)大的科學(xué)計(jì)算與可視化功能、簡(jiǎn)單易用、開(kāi)放式可擴(kuò)展環(huán)境，特別是所附帶的30多種面向不同領(lǐng)域的工具箱支持，使得它在許多科學(xué)領(lǐng)域中成為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和分析、算法研究和應(yīng)用開(kāi)發(fā)的基本工具和首選平臺(tái)。MATLAB具有其他高級(jí)語(yǔ)言難以比擬的一些優(yōu)點(diǎn)，編寫(xiě)簡(jiǎn)單，編程效率高，易學(xué)易懂，因此MATLAB語(yǔ)言也被通俗地稱(chēng)為演算紙式的科學(xué)算法語(yǔ)言。在控制、通信、信號(hào)處理及科學(xué)計(jì)算等領(lǐng)域中，MATLAB都被廣泛地應(yīng)用，已經(jīng)被認(rèn)可為能夠有效提高工作效率、改善設(shè)計(jì)手段的工具軟件，掌握了MATLAB就好比掌握了開(kāi)啟這些專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域大門(mén)的鑰匙。 MATLAB的程序設(shè)計(jì)（1）行命令方式行命令方式是在命令窗中寫(xiě)程序，每個(gè)程序只能是一行，因?yàn)橛?jì)算機(jī)每次只能對(duì)一行命令做出反應(yīng)，就像計(jì)算器那樣工作。行命令方式適合于簡(jiǎn)單的語(yǔ)句編寫(xiě)。（2）程序文本方式程序文本方式也叫程序文件模式，它是把多行語(yǔ)句寫(xiě)成一個(gè)程序，保存在一個(gè)文件名下，讓計(jì)算機(jī)來(lái)執(zhí)行這個(gè)文件。程序文本方式的語(yǔ)句編寫(xiě)和修改是在文本編輯器中進(jìn)行，它適合于復(fù)雜的語(yǔ)句編寫(xiě) M文件 m文件的語(yǔ)法類(lèi)似于c語(yǔ)言，但又有其自身特點(diǎn)。它只是一個(gè)簡(jiǎn)單的ASCII碼文本文件，執(zhí)行程序時(shí)逐行解釋運(yùn)行程序，matlab是解釋性的編程語(yǔ)言。m文件有兩類(lèi)：獨(dú)立的m文件 — 稱(chēng)命令文件；可調(diào)用m文件 — 稱(chēng)函數(shù)文件。程序文本方式分成腳本文件和函數(shù)文件。 SIMULINK仿真設(shè)計(jì)Simulink是MATLAB最重要的組件之一，它提供一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和綜合分析的集成環(huán)境。在該環(huán)境中，無(wú)需大量書(shū)寫(xiě)程序，而只需要通過(guò)簡(jiǎn)單直觀的鼠標(biāo)操作，就可構(gòu)造出復(fù)雜的系統(tǒng)。Simulink具有適應(yīng)面廣、結(jié)構(gòu)和流程清晰及仿真精細(xì)、貼近實(shí)際、效率高、靈活等優(yōu)點(diǎn)，并基于以上優(yōu)點(diǎn)Simulink已被廣泛應(yīng)用于控制理論和數(shù)字信號(hào)處理的復(fù)雜仿真和設(shè)計(jì)。同時(shí)有大量的第三方軟件和硬件可應(yīng)用于或被要求應(yīng)用于Simulink。通過(guò)Simulink可使用大量的預(yù)定義模塊快速地推導(dǎo)、建模和維護(hù)系統(tǒng)詳細(xì)的模塊圖。Simulink提供層次化建模、數(shù)據(jù)管理、定制子系統(tǒng)工具，無(wú)論工程師的系統(tǒng)有多復(fù)雜，都可以輕松完成簡(jiǎn)明精確的模型描述.Simulink包含廣泛的用于對(duì)系統(tǒng)建模的模塊庫(kù)。這些庫(kù)包括:167。 a. 連續(xù)和離散動(dòng)態(tài)模塊，如Integration和Unit Delay 167。 b. 算法模塊，如Sum, Product, Lookup Table 167。 c. 信號(hào)結(jié)構(gòu)模塊，如 Mux, Switch, Bus Selector ，如對(duì)航空航天、通訊、無(wú)線(xiàn)電頻率、信號(hào)處理、視頻和圖像處理和其他領(lǐng)域的應(yīng)用.啟動(dòng)Simulink時(shí)可以在工具欄點(diǎn)擊；同樣也可以在MATLAB命令窗口中輸入Simulink，結(jié)果是在桌面上出現(xiàn)一個(gè)稱(chēng)為Simulink Library Browser的窗口，在這個(gè)窗口中列出了按功能分類(lèi)的各種模塊的名稱(chēng)；同樣也可以通過(guò)單擊MATLAB主窗口菜單選擇File174。New174。Model，彈出一個(gè)Untitled的Simulink模型窗口，再選擇View 174。Show Library Browser，彈出Simulink Library Brower模塊庫(kù)窗口。 Library Brower窗口。 Simulink Library Brower窗口Simulink在使用時(shí)，從Library Browser中拖放模塊到圖形編輯器、然后用線(xiàn)連接模塊來(lái)建立模塊之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，從而完成模型的建立，同時(shí)可以通過(guò)使用圖形編輯功能來(lái)對(duì)模型布局，如拷貝、粘貼、撤銷(xiāo)、對(duì)齊、分布和改變尺寸等.Simulink user interface使得在屏幕上的所見(jiàn)所用都可以得到全面控制。用戶(hù)可以添加指令和子菜單到編輯器和文件菜單中，也可以對(duì)菜單、菜單項(xiàng)和對(duì)話(huà)框進(jìn)行禁用和隱藏等控制.Simulink中的配置子系統(tǒng)可以在一個(gè)模型中將子系統(tǒng)與設(shè)計(jì)變量相關(guān)聯(lián)，該功能通過(guò)共享部件設(shè)計(jì)方式簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)過(guò)程和管理，因?yàn)橐粋€(gè)模型可以代表一類(lèi)設(shè)計(jì).條件執(zhí)行子系統(tǒng)可以通過(guò)控制邏輯信號(hào)的使能或非使能來(lái)改變系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)行為。在Simulink中用戶(hù)可以根據(jù)特定的時(shí)間或事件來(lái)創(chuàng)建控制信號(hào)，Simulink中提供了邏輯模塊，可用于對(duì)簡(jiǎn)單的控制指令來(lái)建模，從而控制使能或觸發(fā)子系統(tǒng)。2 時(shí)序邏輯電路設(shè)計(jì)時(shí)序邏輯電路在任一時(shí)刻的輸出信號(hào)不僅與當(dāng)時(shí)的輸入信號(hào)有關(guān)，并且與原來(lái)狀態(tài)有關(guān)。也就是說(shuō)，時(shí)序電路中具有邏輯運(yùn)算功能的組合電路外，還必須有能夠記憶電路狀態(tài)的存儲(chǔ)單元或延遲單元，這些存儲(chǔ)或延遲邏輯單元主要由鎖存器或觸發(fā)器來(lái)實(shí)現(xiàn)。時(shí)序電路是狀態(tài)以來(lái)的，成為狀態(tài)機(jī)，時(shí)序邏輯電路具有以下特征：時(shí)序邏輯電路由組合電路和存儲(chǔ)電路組成；時(shí)序邏輯電路的狀態(tài)與時(shí)間因素相關(guān)，即時(shí)序電路在任一時(shí)刻的狀態(tài)變量不僅是當(dāng)前的輸入信號(hào)的函數(shù)，而且還是電路以前狀態(tài)的函數(shù)，時(shí)序電路的輸出信號(hào)由輸入信號(hào)和電路的狀態(tài)共同決定。 鎖存器和觸發(fā)器 雙穩(wěn)態(tài)雙穩(wěn)態(tài)電路一般有一個(gè)輸出端和兩個(gè)輸入端（“＋”、“－”端各一個(gè)），當(dāng)輸入端的“＋”端有觸發(fā)信號(hào)時(shí)，輸出端不管原來(lái)是什么狀態(tài)，都會(huì)立即變?yōu)楦唠娖?，且一直穩(wěn)定地輸出高電平。如果當(dāng)輸入端的“－”端有觸發(fā)信號(hào)時(shí)，輸出端不管原來(lái)
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