基于matlab的時(shí)序邏輯電路設(shè)計(jì)與仿真-wenkub
2023-07-11 17:39:56 本頁(yè)面
【正文】 功能和數(shù)值計(jì)算功能，實(shí)現(xiàn)時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)和仿真。一、以寄存器為例仿真下列波形并行寄存器輸出波形（以基本RS觸發(fā)器構(gòu)造）；移位寄存器輸出波形（用D觸發(fā)器構(gòu)造）二、以雙向移位寄存器為例實(shí)現(xiàn)子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和封裝并仿真下列波形4位雙向移位寄存器并行輸出波形；4位雙向移位寄存器串行右移輸出波形；4位雙向移位寄存器串行左移輸出波形三、以扭環(huán)計(jì)數(shù)器為例仿真下列波形扭環(huán)計(jì)數(shù)器的輸出波形（以JK觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)）時(shí)間安排：學(xué)習(xí)MATLAB語(yǔ)言的概況 第1天學(xué)習(xí)MATLAB語(yǔ)言的基本知識(shí) 第3天學(xué)習(xí)MATLAB語(yǔ)言的應(yīng)用環(huán)境，調(diào)試命令，繪圖能力 第5天課程設(shè)計(jì) 第69天答辯 第10天指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日系主任（或責(zé)任教師）簽名： 年 月 日目 錄摘要 IAbstract II緒論 11 MATLAB簡(jiǎn)介 2 MATLAB 2 MATLAB的特點(diǎn) 2 MATLAB的程序設(shè)計(jì) 2 M文件 3 SIMULINK仿真設(shè)計(jì) 3 3 3 4 4 52 時(shí)序邏輯電路設(shè)計(jì) 5 鎖存器和觸發(fā)器 5 雙穩(wěn)態(tài) 5 鎖存器 5 觸發(fā)器 6 時(shí)序邏輯電路設(shè)計(jì) 8 移位寄存器 8 扭環(huán)計(jì)數(shù)器 93 基于MATLAB的組合邏輯電路設(shè)計(jì) 12 12 12 15 18 264 收獲、體會(huì)與建議 285致謝 296參考文獻(xiàn) 30摘要MATLAB是當(dāng)今最優(yōu)秀的科技應(yīng)用軟件之一，具有強(qiáng)大的科學(xué)計(jì)算與可視化功能、簡(jiǎn)單易用、開放式可擴(kuò)展環(huán)境。在時(shí)序邏輯電路的仿真的過(guò)程中，將使用到SIMULINK中的觸發(fā)器模塊。MATLAB可以進(jìn)行矩陣運(yùn)算、繪制函數(shù)和數(shù)據(jù)、實(shí)現(xiàn)算法、創(chuàng)建用戶界面、連接其他編程語(yǔ)言的程序等，主要應(yīng)用于工程計(jì)算、控制設(shè)計(jì)、信號(hào)處理與通訊、圖像處理、信號(hào)檢測(cè)、金融建模設(shè)計(jì)與分析等領(lǐng)域。1 MATLAB簡(jiǎn)介 MATLAB MATLAB是矩陣實(shí)驗(yàn)室（Matrix Laboratory）的簡(jiǎn)稱，是美國(guó)MathWorks公司出品的商業(yè)數(shù)學(xué)軟件，用于算法開發(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具有其他高級(jí)語(yǔ)言難以比擬的一些優(yōu)點(diǎn)，編寫簡(jiǎn)單，編程效率高，易學(xué)易懂，因此MATLAB語(yǔ)言也被通俗地稱為演算紙式的科學(xué)算法語(yǔ)言。（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。程序文本方式分成腳本文件和函數(shù)文件。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。 a. 連續(xù)和離散動(dòng)態(tài)模塊，如Integration和Unit Delay 167。Model，彈出一個(gè)Untitled的Simulink模型窗口，再選擇View 174。用戶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。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。輸出端的狀態(tài)不會(huì)隨輸入端的狀態(tài)變化而變化，只有在有鎖存信號(hào)時(shí)輸入的狀態(tài)被保存到輸出，直到下一個(gè)鎖存信號(hào)。復(fù)雜一些的有帶時(shí)鐘（CLK）段和D（Data）端，在CLK端為高電平時(shí)跟隨D端狀態(tài)，而在CLK端變?yōu)榈碗娖降乃查g鎖存信號(hào)的D觸發(fā)器。 SR觸發(fā)器邏輯符號(hào) SR觸發(fā)器狀態(tài)圖 SR觸發(fā)器真值表SRCPQnQn+100↑0000↑1101↑0001↑1010↑0110↑11，這是SR觸發(fā)器滿足的基本條件。 JK觸發(fā)器邏輯符號(hào) JK觸發(fā)器狀態(tài)圖 JK觸發(fā)器真值表JKCPQnQn+100↑0000↑1101↑0001↑1010↑0110↑1111↑0111↑10 時(shí)序邏輯電路設(shè)計(jì) 移位寄存器移位寄存器：不但可以寄存數(shù)碼，在移位脈沖作用下，寄存器中的數(shù)碼還可根據(jù)需要向左或向右移動(dòng)。 基本扭環(huán)計(jì)數(shù)器，電路工作原理如下。設(shè)扭環(huán)計(jì)數(shù)器現(xiàn)態(tài)=0000，代入狀態(tài)方程進(jìn)行推導(dǎo)。（4）畫出電路時(shí)序圖。缺點(diǎn)是電路狀態(tài)利用率仍然不高。首先運(yùn)行MATLAB中運(yùn)行Simulink,然后新建一個(gè)模型，將RS觸發(fā)器的模塊添加到模型中，RS觸發(fā)器位置是：Simulink ExtrasFlip FlopsSR 。 RS觸發(fā)器模塊及內(nèi)部電路（2） 用基本RS觸發(fā)器構(gòu)造并行寄存器第一步：添加模塊有五
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