数字电路 全加器

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摘要 (2)
ABSTRACT (3)
数字电路-全加器 (4)
1 一位全加器的设计 (4)
1.1一位全加器的原理 (4)
1.2一位全加器的逻辑电路图 (4)
1.3用S IMULINK创建全加器电路模块 (5)
1.4一位全加器的子系统图 (5)
2.四位全加器的设计 (6)
2.1四位全加器电路图 (6)
2.2仿真波形及与理论值的比较 (7)
小结与体会 (10)
参考文献 (11)
摘要
Simulink是从底层开发的一个完整的仿真环境和图形界面，它把MATLAB的许多功能都设计成一个个直观的功能模块，把需要的功能模块连接起来就可以实现所需要的仿真功能。

Simulink仿真应用于数字电路、数字信号处理、通信仿真、电力系统仿真、宇航仿真等领域。

由于数字系统中高低电平分别用0和1表示，因此数字电路问题往往可以转化为一个数字上的逻辑问题。

MATLAB提供了逻辑运算模块和各种触发器模块，可以方便的进行数字电路的设计和仿真。

借助于组合电路仿真常用模块Logic and Bit Operations子库中的Local Operator模块，将其拖到所建的untitled窗口中，然后鼠标左键双击该模块弹出的Block Parameters/Logical Operator对话框，按Operator栏后的黑三角来选择所需要的门电路标识符，如：AND、OR、NAND、NOR、XOR、NOT中的一个，并依次设置所需的输入、输出端子个数，之后按OK键确定。

利用这些基本门电路组成全加器逻辑电路。

关键词：MATLAB Simulink仿真全加器
Abstract
From the bottom of the development of Simulink a complete simulation environment and graphic interface, it put many of the functions are design MATLAB as an intuitive function module, the need to connect the function module can be achieved need simulation function. Simulink used in the digital circuit, digital signal processing, communication simulation, electric power system simulation, the space simulation, etc. As digital system in high and low level respectively with 0 and 1 said, so the digital circuit problems are often can be converted into a number of problems on logic. MATLAB provides logic operation module and various trigger module, easy to digital circuit design and simulation. Combined with the simulation module circuit commonly used Logic and Bit Operations son in the library Local Operator module, will drag the building untitled window, and then the mouse left click on the module of the pop-up Block Parameters/Logical Operator dialog box, press the black triangle Operator bar to select the desired a gate identifier, such as: and, OR, NAND, NOR, XOR, NOT of a, and were set to the desired input and output terminals number, then press OK sure. Using these basic of gate adder logic circuit.
Keywords: MATLAB Simulink QuanJia device
数字电路-全加器
1 一位全加器的设计
1.1 一位全加器的原理
所谓全加器，就是带进位输入和进位输出的加法器。

1位全加器有3个输入，分别是加数A 、B 和来自低位的进位C ；还有两个输出，分别是和数SUM 以及向高位进位D 。

根据全加运算的逻辑关系，可列出一位全加器的真值表，如表1所示。

表1 一位全加器的真值表
列出SUM 和D 的最小与或表达式： SUM =C B A C B A ABC C B A +++ D=AC+BC+CA
1.2 一位全加器的逻辑电路图
对SUM 进行一次变换的SUM=A ⊕B ⊕D 这样仅用一个三输入异或门就实现了SUM 的电路。

基于逻辑表达式得到如下逻辑图（图1）。

A B C
SUM
图1 一位全加器的逻辑电路图
1.3用Simulink创建全加器电路模块
图2 一位全加器的组合模块
1.4 一位全加器的子系统图
用鼠标选中这部分逻辑电路，选中右击，在弹出的快捷菜单中选择Create Subsystem命令，自动生成一个子系统，一位全加器的子系统图如下图所示。

Operator4
图3 一位全加器的子系统图
2.四位全加器的设计
2.1 四位全加器电路图
图4 四位全加器的电路图
要将4个1位全加器级联起来，前一个的高位端D送入后一个的低位进位端C就可以实现4位全加器。

电路如上图所示。

注：全加器脉冲源参数设置如表2.
表2
2.2 仿真波形及与理论值的比较
将打开示波器Scope1，Scope2。

它们分别监视的两个加数的波形。

设定输入A2A1A0以及B2B1B0的初值均为1，选择Simulation的Configuration Parameters命令，将仿真时间设置为0-20s，，然后将这个模型保存到MA TLAB的work目录下。

其输入波形如图5，所示。

图5 A3A2A1A0的输入波形图
图5 A3A2A1A0的输入波形图
图6B3B2B1B0的输入波形图从两个波形图中读出数值并计算理论结果如表3所示：
双击示波器Scope打开输出波形，它监视D，S3，S2，S1，S0的波形，如下图7所示。

图7 加法器的输出结果
将加法器的实际输出结果与上表中的理论输出结果比较，可发现，实际输出结果与理论结果是一致的，该结果证实了四位全加器电路的正确性。

小结与体会
本次强化训练让我更熟练的掌握MATLAB的软件的功能，加强了对MATLAB软件强大的图形处理能力，符号运算功能和数值计算功能，运用MATLAB进行电路分析。

在熟悉和掌握MATLAB的同时培养了我的独立思考能力，钻研精神，解决问题的能力和动手能力。

虽然在此之前，没有很多的接触MA TLAB这个软件，对软件的功能不是很了解。

但是在自学MATLAB这个软件的过程中，我了解了基本的应用。

特别是MATLAB在仿真电路上的应用。

在这之中，我通过查阅资料，对MA TLAB电路分析应用有一定的了解。

同时，我也认识到，MATLAB的功能不只是对电路进行仿真，它有着多个方面的应用。

如绘制函数，处理音频，图像数据，创建用户界面等功能，实在是一个功能强大的软件。

因为对simulink界面的不熟悉，构造电路，寻找元件也花了很长的时间，后在进行仿真的过程中，由于一开始脉冲电源的参数没有设置好，所以很长时间内都得不到相应的波形，于是，我试着将电源单独拿出来，不断改变它的参数，观察相应的输出波形，最终得到了正确的输出结果。

经过这次的基础强化训练，我学会了不断的，耐心的去尝试，才能能深刻了解各个元件的功能。

学习软件也是这样的，只有不断地试着去应用，才能掌握它的功能。

同时，经过这次课程设计我知道了学习任何东西都市有困难的，但只要自己能坚持，遇到不懂的东西自己尝试各种途径去解决，而不是一味的想老师同学请求帮助，才能真正的自己掌握知识，并且能够更好的把它应用在实践中。

同时，通过自己的不断的探索，自己的自学能力提高了很多，这是我们在大学必须学会的一门功课。

学习计算机语言要多练习，在学习的同时要举一反三，和同学、老师多作交流。

同时我也认识到自己在学习上的不足，以及知识掌握不够扎实，明确了以后学习的方向。

总之，经过这次课程设计让我认识到自身的不足，同时也学习到很多知识以及技巧。

武汉理工大学《基础强化训练》课程设计说明书
参考文献
[1] 张天笑.MATLAB7.X 基础教程.西安电子科技大学出版社，2008.4.
[2] 吴友宇．数字电子技术基础．清华大学出版社，2006．
[3] 曹汉房．脉冲与数字电路．武汉：华中理工大学出版社，1999.
[4] 于润伟. MA TLAB基础与应用. 机械工业出版社，2011.
[5] 张志涌.
11。