基于MATLAB的基本数字逻辑电路搭建与仿真 岳鹏飞[精选].doc

《MATLAB语言》课程论文 基于MATLAB的基本数字逻辑电路搭建与仿真 姓名：岳鹏飞 学号：12009243754 专业：电子信息工程 班级：2010级 指导老师：汤全武 学院：物理电气信息学院 完成日期：2011年12月17日 基于MATLAB的基本数字逻辑电路搭建与仿真 （岳鹏飞 12009243754 2010级电子信息工程班） [摘要] 数字电路课程中涉及的主要内容是一些分析波形的问题，例如一些基本的逻辑电路。这些问题往往抽象，难于理解，同时不易掌握。而MATLAB语言正是处理这些问题的好帮手。借助MATLAB的Simulink工具箱，仿真辅助学习，对数字电路的学习将有很大的帮助。此外，利用其可以减少工作量，节约时间，提高工作效率，加深理解，同时可以培养应用能力，加强分析问题、解决问题的能力。本文介绍了利用MATLAB对基本的数字逻辑电路建立完整仿真模型的过程和进行动态仿真的方法，最后给出仿真结果，验证了方法的可行性和模型的正确性。 [关键字]MATLAB Simulink 数字逻辑电路 建模 仿真 一、问题的提出 MATLAB是英文MATrix LABoratory(矩阵实验室)的缩写。MATLAB是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平”一词有两层含义，“Simu”表明它可用于系统仿真；“link”表明它能进行系统连接。在该软件环境下，用户可以在屏幕上调用现成的模块，并将它们适当连接起来以构成系统的模块，即所谓的可视化建模。建模以后，该模型为对象运行Simulink中的仿真程序，可以对模块进行仿真，并可以随时观察仿真结果和干预仿真过程。Simulink由于功能强大、使用简单方便，已成为应用最广泛的动态系统仿真软件。 众所周知，数字电路课程是电类专业一门重要的专业基础课（主干课）。学生学好该课程对后续专业课的学习至关重要。由于该课程涉及的主要内容是一些分析波形的问题，而且抽象，难于理解。借助仿真辅助学习，对课程的学习将有很大的帮助。 数字电路课程中涉及的基本门电路包括非门、与门、与非门、或门、或非门、异或门等，在Simulink库中都可实现。Simulink库中提供了一个Logical Operator模块，将其拖动到所建文件中，双击该模块并合理选择功能，即可很方便的实现基本的逻辑关系。本文旨在使用MATLAB对基本的数字逻辑电路进行建模和仿真，并对仿真结果进行分析和验证。 二、常用模块简介 一个数字系统通常包含有许多数字逻辑电路。根据逻辑功能的不同特点，可以把这些逻辑电路分成两大类，一类叫组合逻辑电路，另一类叫做时序逻辑电路。根据数字电路课程内容，以门电路→组合逻辑电路；触发器→时序逻辑电路为主要内容为思路。 1、主模块（基本逻辑关系） 六种常用的逻辑关系，位于Simulink库中Maths Operations子库中的Logical Operator模块，将其拖动到所建M文件中。然后，双击该模块后将出现以下六种逻辑关系，按需选择。 六种模块关系如图1所示。 图1 主模块（基本逻辑关系） 四种常用的触发器，位于Simulink Library中Simulink Extras子库中的Flip Flops模块。 2、辅助模块（信号发生器、时针、显示器等） 辅助模块如图2所示。 图2 辅助模块（信号发生器、