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利用 simulink 实现 8 线 3 线编码器的设计仿真

1问题描述（ 8 线 3 线编码的设计的数学建模）

在数字电路中，编码器、译码器的应用极为广泛。所谓编码，就是在选定的一系列二

值代码中赋予每个代码以固定的含义，执行编码功能的电路统称为编码器。

实现8 线 3 线编码器，它的功能是对输入端的8 个信号进行编码，输出三位二进制数。

要求输入信号每次只有一个事0，其余7 个是1。其中0 值是待编码信号。我们将用MATLAB 的 simulink 软件包实现这种常用的数字组合逻辑电路，并进行仿真。

2.系统模型及建模分析

根据前面介绍的8 线 3 线编码器的功能，可列出下面得真值表：

有了真值表之后，就可以写出输入输出间的逻辑函数式如下：

在写出逻辑表达式之后，我们就可以用与非门来实现这个表达式。

3. 仿真实现；

在进行仿真时，将在8 个输入端依次加一个低电平，然后用 3 个示波器观察 3 个输出波形。

用 simulink 实现这个数学电路系统一共分三个步骤：

第一步：添加模块，在MATLAB 中运行 simulink ，打开模块浏览器，然后新建一个模型。接

下来把本次仿真需要的模块添加到模型中。这里共需要三种模块：与非门4个，离散信号脉

冲源 8 个，示波器 3 个。与非位于 simulink 模中的 logocal operater, 离散信号源脉冲位于 simulink

—sources—pulse generator ，示波器位于 simulink —sinks—scope。将三种模到拖到一个模型中。

点与非模的名称，即写着Logical Operator的区域，将名称改Y0，接着点中与非模不要松开鼠，按住Ctrl 拖个模到另一个位置，就会复制一个新的

Y1 模。用同的方法得到Y2，似地将离散信号脉冲源模名字改J0，同得到J0，

J1⋯J7。最后将示波器复制三个。一来就将所有模添加到模型中了。

第二步：修改模参数

首先双Y0，打开属性框，将操作（Operator ）修改“ NAND”，入点数改4，然后点OK 确定。 Y1，Y2 也做同修改。

然后，通双示波器模Scope，得到一个形界面，在其工具上打印右

的 Parameters ，打开示波器属性置框，将坐改 3 ，同地，将示波器

Scope1,Scope2 的坐数改4。

最后修改脉冲源的属性。双离散脉冲源J0，将看到关于它的属性框，可以从框中看到 5 个参数置，分：

Amolititude ：方波信号的幅度；

Period ：方波信号的周期；

Pulse width:脉冲度；

Sample Time ：采度，以秒位。

个例子中的要求，我需要J0 到 J7 依次低平，所以将 J0 到 J7的周期整8，脉冲度7，相位延 -7 到 0，幅度和采用默。在零刻，J0 低

平，其余入高平；一个采，J1 低平。下去，到第七个采，

J7 低平。从而了要求。

第三步：系及仿真

在将各模之的上。根据入出的表达式，将J1、J3、J5、J7 接到Y0 的入，将J2、J3、J6、 J7 接到Y1 的入，将J4、 J5、J6、 J7 接到Y2的入。然后用示波器

Scope Y2、Y1、Y0 的出， Scope1 用来 J0 到 J3 4 个波形， Scope2 用来 J4 到 J7 4 个波形。我

就完成了、

在最后行仿真之前，先保存果到自己的工作目里。

仿真束后，可以从示波器Scope1， Scope2 上看到器的8 个入端的波形，在示

波器 Scope 中看到编码器输出波形。

4.实验过程中遇到的问题；

在初建立 simulink 模型时，我找不到 simulink 模块浏览器与题相匹配的仿真模块，开始以为是机房MATLAB 版本太低，准备要放弃这个课题。后来通过对相似模块的研究发现，原题中需要的Discrete Pulse Generator可以通过Pulse Generator 改变 time为Sample **就可以实现。在设置离散脉冲源信号的时候，没有依次将Phase dalay(相位延迟 )设置为 -7— 0，只

是随便设定了一个数字，后来波形出现混乱，无法出现预期效果。通过对8线3线编码器的

研究和其逻辑功能的实现，我明白了其中的不妥，从而做出了改正。由于对Simulink开始的

不熟悉，造成了在连线过程中出现很多阻挠，比如，改变输入输出端口数目的操作，改变输

入输出端口方向的操作，设定示波器时间的操作，这样使我开始在连线时，将整个仿真图连

得很乱，没有清晰地方向，不能一目了然，通过同学的帮助，和对相关书籍的学习，我基本

掌握了 Simulink 中的基本操作。

在建模过程中，开始也是毫无头绪，虽然有了课题，但是还是无从下手，但是通过研究，结果并没有我想象中那么复杂，只是利用最基本的仿真模块就可以达到预期效果，这让我对

Simulink 这门技术产生了好感。

5. 仿真结果分析

8 线 3 线编码器仿真后，当输入J0 到 J7 依次以 1 为单位的相移变化时，示波器的波形跟

着变化，如果J0 为低电平，则的输出波形为低电平，表示0 的二进制数，J4 为低电平时，

则 Y0 为低电平， Y1， Y2 为高电平，表示 4 的二进制数，从而实现了编码的功能。

6.总结

通过对具体模型的建立和利用Simulink 的仿真实现，我体会到了实践的重要性，通常一个

模型的建立在开始的时候都是看似很难的，其实，在仔细研究过后，才发现只要认真分析其

中的每个细节都能个个攻破，最后达到预想结果，当然，我的这个模型只是具体实际应用中

的一个小环节，没有用到太多高功能的技术，但是，我想只要对实际问题认真分析，就能建

立一个有利于各种现实问题的解决。通过对 Simulink 的学习，我对这门技术产生了兴趣，它能帮助我们更好的解决更多在现实中不可实现的仿真。