基于MATLAB的数字电路建模与仿真
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结果 ． ２ 建 模
或门的功能 ． 模 型的三个输入端采用脉 冲源 Ａ 、 、 来实 现 ０ ０ ２Ａ１ ０ ～
１１ １ 的脉 冲序列 ． 脉冲源模块都 基于取样 时间 ， ３个 周期分别 设为 ８ ４ ２个取样 时问 ， 宽分别设 为 ４ ２ １ 取样 时间 ， 、、 脉 、、 个 采样时间均为 １ ． ｓ 与非门组成 的 ３线一８线译码器 ， 功
关键词 ： 字电路 ； Ｔ Ａ ； 数 ＭＡ Ｌ Ｂ 建摸 ； 仿真 中图分类号 ： Ｐ ９ ． 文献标识码 ： 文章编 号 ：０ ３ ０ ０ ２０ ）４—０ ２ Ｔ ３１９ Ａ １０ —７２ ｛０ ７ ０ １８—０ ２
１ 弓 言 Ｉ
上式表示 的是最小译码器 ．
数字 电路 由若干数字集成 器件 构造而成 ． 据逻辑功 能 根 的不同特点 ， 可以把数字 电路分成组合逻辑 电路 与时序逻辑
Ｄ
一 ｌ ＋“ ｌ 躅 Ｉ
】
— Ｉ 一 Ｄ
Ｕ
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臣
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１
柚
ｔ ｌ １ ｔ Ｉ ，Ｉ …
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Ｉ…
Ａ １
＊ ｌ Ｉ Ｉ … ｌ
ｒ：＿ ＿＿ ＝ ＝
模块实现表达式 中的 ８ 与非 门、 个非门 、 个 ３ 一个与 门及一个
系统建 摸、 仿真和综合 分析 ， 可以处理线性 和非线性 ， 散 、 离 连续和混合系统ｕ ． Ｊ
本文 以组 合逻辑 电路 的译码器 ７Ｌ １８为例 ， 绍应 用 ４ Ｓ３ 介
ＭＡＴ Ａ Ｌ Ｂ对 数字 电路进 行建 摸与仿 真 ， 并给 出直观 的仿 真
建模的一般步骤是 ： 析译码器 的功能 ， 出输入 输 出 分 得 的真值表及逻辑表达式 ， 由逻辑表达式确定 Ｓｍｕｎ 再 ｉ ｌ ｋ的器 ｉ
件和相应 的模块 ．
２ １ 功 能 分 析 ．
７ Ｌ １８是用 ４Ｓ３
控 制端 § 和 Ｓ 采用常数源实 现 Ｓ ＋Ｓ ＝０ 另 一个 控 ２ ３ ２ ３ ． 制端 Ｓ 则 采用 脉 冲源 ， １ 脉冲周期设 为 ９ 脉宽 设为 ８ 让 Ｓ ， ， １ 在８ ～９秒由 １变为 ０ 观察控制端的作用 ． ，
具包的重要一员 ， 是一种 图形化 的仿真 工具包 ， 能进 行动 态
根据 以上逻辑表达式及控制端 的分析 ， 真模型一般需 仿 要逻辑运 算模块 、 冲源、 数源、 波器 四个模块 ． 统方 脉 常 示 传 法用示 波器的输 出波形来分析数字 电路 的输 入输出关 系 ， 为 了得 出更直观的仿 真结果 ， 本文 不采用 示波器 观测结果 ， 而 是把结果输 出到 工作区模块 （ ０Ｗｏｋｐ ｃ）输 出到工作 区 Ｔ ｒｓａｅ ． 模块的数据可以返 回到 ＭＡ Ｌ Ｂ的工作 空 间， ＴＡ 最后用 矩阵 输出结 果 ， 得到 比用 示波器 更直 观的仿真结 果 ． 用逻辑 运算
模块 分别命名为 Ｓ Ａ ￣Ａ ， 出观察模块分别命 名为 Ｙ ～ ，０ ２输 ０
Ｙ７ ．
＝Ａ２ ｌ Ａｏ
＝Ａ ２ Ｉ Ａ Ａ０
整个 模型如 图 ｌ 所示 ：
６ ＝Ａ ２ １ Ａ Ａ 一０
收稿 日期 ：０ ７ ６—２ ２０ ～Ｏ ６
．
作者简介 ： 潘晓明（９３ ）男 （ １７一 ， 苗族）广西融水人， ， 讲师 ， 研究方 向 ： 计算机应用 。
ｌ一
图 １ 系统 模 型
３ 仿真结果分析
运行 以上系 统模型文 件 ， Ｍ Ｔ Ａ 在 Ａ Ｌ Ｂ的命令 窗 口内把
返 回到 ＭＡＴ Ａ Ｌ Ｂ空 间 的结 果 构造 成两 个矩 阵 ｉ［ ］ ４ 与 ｎ ９［］
应用 ＭＡ ＴＩ ＡＢ的 Ｓｍｕ ｎ ｉ ｌ ｋ工具包分析数字 电路 已成为 ｉ 当今仿 真领 域的 主流方 法 ． ＭＡＴ Ａ Ｌ Ｂ意为矩 阵 （ ＴＲ Ｘ） ＭＡ Ｉ 和实验 （ＡＢ Ｒ Ｔ Ｒ 的组合 ． ｉ ｌ ｋ作为 ＭＡ Ｌ Ｂ工 Ｉ ０ Ａ ０ Ｙ） Ｓ ｉ ｍｕｎ ＴＡ
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第 ２ 卷第 ４ ２ 期 ２ｏ ｏ ７年 １ ２月
柳
州
师
专
学 报
Ｖ６ ．２ Ｎｏ ４ １２ ． Ｄｅｅ ０ ７ ｃ ．２ ｏ
Ｊ ｕｎｌ ｆ ｉｚｏ ｅｃ ｅｓ ｏｌ ｅ ｏ ｒａ ｏ ｕｈ ｕＴ ａｈ ｒ ｌｇ Ｌ Ｃ ｅ
７ Ｌ １８有 ３个附加的控 制端 Ｓ 、 ２和 Ｓ ． Ｓ ＝１ ４ Ｓ３ ｌＳ ３当 １ 、 Ｓ ＋Ｓ ＝０时 ， ２ 一 ３ 控制 端为 高 电平 ， 码器 处 于工 作状态 ． 译 否 则， 译码器被禁止 ， 所有的输 出被封锁在 高电平 ．
２ ２ 构 建模 型 ．
电路两类 ．
１８ ２
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潘晓明： 基于 ＭＡ Ｌ Ｂ的数字电路建模与仿真 ＴＡ
Ｉ１ Ｙ
一
辱一 ｌ一 一Ｌ 一 一 ｌＹ・ Ｄ Ｌｒｌ ３ Ｉ Ｙ 蜀 ｒ ｒ ４１ 口 ‘
一
一 采用 １ ２个 Ｔ ｏＷｏｋｐ ｃ 模块 ， 入观察 ｒｓａｅ 输
能是 将 ３位 二进 制代码 译成 对应 的 ８位输 出高、 电平信 低 号． 根据其真值表 输入输出逻 辑表 达式为 ： ２，
Ｙｏ ２ Ａｏ Ｙ １ ＇＝ Ａ — 一１ ＝Ａ ２ Ｉ Ａ Ａｏ
２ ２ １ ０ ｙ３ ＝ Ａ ＝Ａ２ １ Ａ Ａ０ ： Ａ２ Ａ Ａ —ｏ —ｊ
基 于 ＭＡＴＬ Ｂ 的数 字 电路 建 模 与仿 真 Ａ
潘 晓 明
（ 柳州 师范高等专科 学校 物理与信息科学 系， 西 柳 州 ５５０ ） 广 ４０４
摘
要： 通过 实例介 绍了用 ＭＡ Ｌ Ｂ对数 字电路 建立仿 真模 型及进行动 态仿真 的方法， ＴＡ 最后给 出了直观 的仿
真结果 ， 验证 了建摸 的正确性和仿真的可行性 。
或门的功能 ． 模 型的三个输入端采用脉 冲源 Ａ 、 、 来实 现 ０ ０ ２Ａ１ ０ ～
１１ １ 的脉 冲序列 ． 脉冲源模块都 基于取样 时间 ， ３个 周期分别 设为 ８ ４ ２个取样 时问 ， 宽分别设 为 ４ ２ １ 取样 时间 ， 、、 脉 、、 个 采样时间均为 １ ． ｓ 与非门组成 的 ３线一８线译码器 ， 功
关键词 ： 字电路 ； Ｔ Ａ ； 数 ＭＡ Ｌ Ｂ 建摸 ； 仿真 中图分类号 ： Ｐ ９ ． 文献标识码 ： 文章编 号 ：０ ３ ０ ０ ２０ ）４—０ ２ Ｔ ３１９ Ａ １０ —７２ ｛０ ７ ０ １８—０ ２
１ 弓 言 Ｉ
上式表示 的是最小译码器 ．
数字 电路 由若干数字集成 器件 构造而成 ． 据逻辑功 能 根 的不同特点 ， 可以把数字 电路分成组合逻辑 电路 与时序逻辑
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模块实现表达式 中的 ８ 与非 门、 个非门 、 个 ３ 一个与 门及一个
系统建 摸、 仿真和综合 分析 ， 可以处理线性 和非线性 ， 散 、 离 连续和混合系统ｕ ． Ｊ
本文 以组 合逻辑 电路 的译码器 ７Ｌ １８为例 ， 绍应 用 ４ Ｓ３ 介
ＭＡＴ Ａ Ｌ Ｂ对 数字 电路进 行建 摸与仿 真 ， 并给 出直观 的仿 真
建模的一般步骤是 ： 析译码器 的功能 ， 出输入 输 出 分 得 的真值表及逻辑表达式 ， 由逻辑表达式确定 Ｓｍｕｎ 再 ｉ ｌ ｋ的器 ｉ
件和相应 的模块 ．
２ １ 功 能 分 析 ．
７ Ｌ １８是用 ４Ｓ３
控 制端 § 和 Ｓ 采用常数源实 现 Ｓ ＋Ｓ ＝０ 另 一个 控 ２ ３ ２ ３ ． 制端 Ｓ 则 采用 脉 冲源 ， １ 脉冲周期设 为 ９ 脉宽 设为 ８ 让 Ｓ ， ， １ 在８ ～９秒由 １变为 ０ 观察控制端的作用 ． ，
具包的重要一员 ， 是一种 图形化 的仿真 工具包 ， 能进 行动 态
根据 以上逻辑表达式及控制端 的分析 ， 真模型一般需 仿 要逻辑运 算模块 、 冲源、 数源、 波器 四个模块 ． 统方 脉 常 示 传 法用示 波器的输 出波形来分析数字 电路 的输 入输出关 系 ， 为 了得 出更直观的仿 真结果 ， 本文 不采用 示波器 观测结果 ， 而 是把结果输 出到 工作区模块 （ ０Ｗｏｋｐ ｃ）输 出到工作 区 Ｔ ｒｓａｅ ． 模块的数据可以返 回到 ＭＡ Ｌ Ｂ的工作 空 间， ＴＡ 最后用 矩阵 输出结 果 ， 得到 比用 示波器 更直 观的仿真结 果 ． 用逻辑 运算
模块 分别命名为 Ｓ Ａ ￣Ａ ， 出观察模块分别命 名为 Ｙ ～ ，０ ２输 ０
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＝Ａ２ ｌ Ａｏ
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整个 模型如 图 ｌ 所示 ：
６ ＝Ａ ２ １ Ａ Ａ 一０
收稿 日期 ：０ ７ ６—２ ２０ ～Ｏ ６
．
作者简介 ： 潘晓明（９３ ）男 （ １７一 ， 苗族）广西融水人， ， 讲师 ， 研究方 向 ： 计算机应用 。
ｌ一
图 １ 系统 模 型
３ 仿真结果分析
运行 以上系 统模型文 件 ， Ｍ Ｔ Ａ 在 Ａ Ｌ Ｂ的命令 窗 口内把
返 回到 ＭＡＴ Ａ Ｌ Ｂ空 间 的结 果 构造 成两 个矩 阵 ｉ［ ］ ４ 与 ｎ ９［］
应用 ＭＡ ＴＩ ＡＢ的 Ｓｍｕ ｎ ｉ ｌ ｋ工具包分析数字 电路 已成为 ｉ 当今仿 真领 域的 主流方 法 ． ＭＡＴ Ａ Ｌ Ｂ意为矩 阵 （ ＴＲ Ｘ） ＭＡ Ｉ 和实验 （ＡＢ Ｒ Ｔ Ｒ 的组合 ． ｉ ｌ ｋ作为 ＭＡ Ｌ Ｂ工 Ｉ ０ Ａ ０ Ｙ） Ｓ ｉ ｍｕｎ ＴＡ
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第 ２ 卷第 ４ ２ 期 ２ｏ ｏ ７年 １ ２月
柳
州
师
专
学 报
Ｖ６ ．２ Ｎｏ ４ １２ ． Ｄｅｅ ０ ７ ｃ ．２ ｏ
Ｊ ｕｎｌ ｆ ｉｚｏ ｅｃ ｅｓ ｏｌ ｅ ｏ ｒａ ｏ ｕｈ ｕＴ ａｈ ｒ ｌｇ Ｌ Ｃ ｅ
７ Ｌ １８有 ３个附加的控 制端 Ｓ 、 ２和 Ｓ ． Ｓ ＝１ ４ Ｓ３ ｌＳ ３当 １ 、 Ｓ ＋Ｓ ＝０时 ， ２ 一 ３ 控制 端为 高 电平 ， 码器 处 于工 作状态 ． 译 否 则， 译码器被禁止 ， 所有的输 出被封锁在 高电平 ．
２ ２ 构 建模 型 ．
电路两类 ．
１８ ２
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潘晓明： 基于 ＭＡ Ｌ Ｂ的数字电路建模与仿真 ＴＡ
Ｉ１ Ｙ
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辱一 ｌ一 一Ｌ 一 一 ｌＹ・ Ｄ Ｌｒｌ ３ Ｉ Ｙ 蜀 ｒ ｒ ４１ 口 ‘
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一 采用 １ ２个 Ｔ ｏＷｏｋｐ ｃ 模块 ， 入观察 ｒｓａｅ 输
能是 将 ３位 二进 制代码 译成 对应 的 ８位输 出高、 电平信 低 号． 根据其真值表 输入输出逻 辑表 达式为 ： ２，
Ｙｏ ２ Ａｏ Ｙ １ ＇＝ Ａ — 一１ ＝Ａ ２ Ｉ Ａ Ａｏ
２ ２ １ ０ ｙ３ ＝ Ａ ＝Ａ２ １ Ａ Ａ０ ： Ａ２ Ａ Ａ —ｏ —ｊ
基 于 ＭＡＴＬ Ｂ 的数 字 电路 建 模 与仿 真 Ａ
潘 晓 明
（ 柳州 师范高等专科 学校 物理与信息科学 系， 西 柳 州 ５５０ ） 广 ４０４
摘
要： 通过 实例介 绍了用 ＭＡ Ｌ Ｂ对数 字电路 建立仿 真模 型及进行动 态仿真 的方法， ＴＡ 最后给 出了直观 的仿
真结果 ， 验证 了建摸 的正确性和仿真的可行性 。