基于MATLAB的组合逻辑电路仿真

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1、1绪论本设计利用MATLAB及Simulink仿真软件强大的图形处理功能，符号运算功能和数值计算功能，实现常见的组合逻辑电路如编码器、译码器、数据选择器等逻辑电路的设计及仿真。本设计通过Simulink仿真软件使用常见的与、或、非等基本逻辑单元，延时信号、时钟信号等信号源和示波器完成以上各种逻辑电路的设计和仿真，同时通过MATLAB汇编语言实现以上各基本组合逻辑电路的逻辑表达式，并在给定输入信号的情况下完成并验证各基本组合逻辑电路的功能。通过程序设计和波形输入输出仿真两种方法来共同完成各种基本的组

2、合逻辑电路的设计。2设计内容及要求2.1设计的目的及主要任务2.1.1设计目的（1）在了解MATLAB语言的基础上进一步掌握和精通MATLAB；（2）利用MATLAB强大的程序设计和仿真分析功能完成常见的组合逻辑电路的设计及仿真。2.1.2设计任务及要求深入研究和掌握数字电路中组合电路的理论知识，并根据已知条件利用MATLAB的强大的图形处理功能，符号运算功能和数值计算功能，实现以下组合逻辑电路的设计和仿真：（1）以编码器和译码器为例仿真下列波形：编码器输入输出波形（8线3线）；译码器输入输出波形

3、（3线8线）；数据选择器输入输出波形（四选一数据选择器）；（2）以译码器的级联为例实现系统的封装并仿真下列波形：译码器的输入输出波形（4线16线）；（3）以七段数码管为例子完成数码管的图形输出显示。2.2设计思想本设计以Simulink仿真系统中的基本逻辑元件、时钟信号和示波器为核心进行编码器、译码器、数据选择器及七段数码管的输入输出波形的设计和仿真，并且通过3线8线译码器的元件封装和级联完成4线16线译码器输入输出波形的设计和仿真。同时以MATLAB汇编语言和各种基本组合逻辑电路的逻辑表达式为基

4、础实现逻辑电路的设计并验证其逻辑功能。83MATLAB简介MATLAB和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。3.1MATLAB程序设计MATLAB有两种工作方式：一种是交互式的命令行工作方式；另一种是M文件的程序工作方式。在前一种工作方式下，MAT

5、LAB被当做一种高级数学演算纸和图形表现器来使用，MATLAB提供了一套完整的而易于使用的编程语言，为用户提供了二次开发的工具，下面主要介绍MATLAB控制语句和程序设计的基本方法。用MATLAB语言编写的程序，称为M文件。M文件有两类：命令文件和函数文件。两者区别在于：命令文件没有输入参数，也不返回输出参数；而函数文件可以输入参数，也可以返回输出参数。命令文件对MATLAB工作空间的变量进行操作，而且函数文件中定义的变量为局部变量，当函数文件执行完毕时，这些变量被清除。M文件可以使用任何编辑程序

6、建立和编辑，而一般常用的是使用MATLAB提供的M文件窗口。首先从MATLAB命令窗口的File菜单中选择New菜单项，在选择M-file命令，将得到的M文件窗口。在M文件窗口输入M文件的内容，输入完毕后，选择此窗口File菜单的saveas命令，将会得到saveas对话框。在对话框的File框中输入文件名，再选择OK按钮即完成新的M文件的建立。然后在从MATLAB命令窗口的File菜单中选择Open对话框，则屏幕出现Open对话框，在Open对话框中的FileName框中输入文件名，或从右边的d

7、irectories框中打开这个M文件。在M文件所在的目录，再从FileName下面的列表框中选中这个文件，然后按OK按钮即打开这个M文件。在M文件窗口可以对打开的M文件进行编辑修改。在编辑完成后，选择File菜单中的Save命令可以把这个编辑过的M文件报存下来。当用户要运行的命令较多或需要反复运行多条命令时，直接从键盘逐渐输入命令显得比较麻烦，而命令文件则可以较好地解决这一问题。我们可以将需要运行的命令编辑到一个命令文件中，然后再MATLAB命令窗口输入该命令文件的名字，就会顺序执行命令文件中的

8、命令。3.2Simulink仿真Simulink是MATLAB软件的扩展，它是实现动态系统建模和仿真的一个软件包，它与MATLAB语言的主要区别在于，其与用户交互接口是基于Windows的模型化图形输入，其结果是使得用户可以把更多的精力投入到系统模型的构建，而非语言的编程上。3.2.1Simulink启动Simulink有四种启动方法：（1）在MATLAB命令窗口中输入simulink，结果是在桌面上出现一个称为Simulink8LibraryBrowser的窗口，在这个窗口中列出