整理數(shù)字電路-交通燈故障檢測(cè)電路強(qiáng)化訓(xùn)練

h設(shè)計(jì)題目的理論分析1.1路的理論分析交通燈故障監(jiān)測(cè)邏輯電路的設(shè)計(jì)，紅燈R黃燈Y綠燈G其中，燈單獨(dú)亮正常，黃綠同時(shí)亮正常，其他情況不正常。設(shè)燈亮為“1“0為“門實(shí)現(xiàn)該邏輯電路。使用Simulink進(jìn)行簡(jiǎn)單的仿真。從題目上看，這是一個(gè)基本

邏輯門電路在實(shí)際生活中的應(yīng)用問題。根據(jù)我們本學(xué)期已經(jīng)學(xué)過的數(shù)字電路方面的知識(shí)，

首先要分析一下該題目中的邏輯命題，再根據(jù)命題確定我們要設(shè)定的

輸入和輸出變量分別是什么。在這個(gè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

中，很明顯，輸入變量是紅，黃，綠三種燈的顯示狀態(tài)，而輸出變量是檢測(cè)電路的結(jié)果，即交通燈是否有故障。然后用二值邏輯的0兩種狀態(tài)，分別對(duì)輸入輸出變量進(jìn)行賦值。題目中燈亮用“1表示，燈不亮則用“0表示，電路有故障用用1表示，不亮用“0表示。再根據(jù)題目的意思，要求實(shí)現(xiàn)的邏輯門電路的真值表，如下所示。

我們很容易寫出該題目所R0000111

Y0011001

G0101010

Z1000011h

h1111要設(shè)計(jì)出所需的邏輯電路，我們得先知道真值表所對(duì)應(yīng)的的函數(shù)表達(dá)式。而要根據(jù)真值表得到邏輯函數(shù)表達(dá)式，我們可以用畫卡諾圖的方法。如下圖所示，為輸入輸出變量的卡諾圖表示。RYG

00

01

11

1001

10

01

01

01最后根據(jù)已經(jīng)列寫好的卡諾圖，我們可以運(yùn)用數(shù)字電路中學(xué)過的知識(shí)化簡(jiǎn)出輸出變量Z最終表達(dá)式，即：RYGRGRY

）但是題目要求我們用與非門實(shí)現(xiàn)該邏輯功能，所以我們還要將式（1）成只由與非門構(gòu)成的基本邏輯函數(shù)表達(dá)式，即：ZGRGRY??1.2路原理圖的繪制

）根據(jù)式（以利用Altiumdesigner軟件繪制出相應(yīng)的原理電路圖，在原理圖中，三個(gè)開關(guān)分別控制三個(gè)指示燈的亮或暗，元件“則表示相應(yīng)的二輸入端與非門74LS00或者三輸入與非門，其中三輸入端的與非門可以由四輸入端的與非門74LS20改變，只要讓四輸入端與非門的一個(gè)輸入可，最后的Z表示監(jiān)測(cè)信號(hào)的輸出端。下面是繪制好的原理圖形。

端接入高電平即h

hh

h2.MATLAB軟件的使用2.1MATLAB軟件的簡(jiǎn)要介紹MATLAB是美國(guó)Mathworks公司出品的商業(yè)數(shù)學(xué)軟件，用于算法開發(fā)、數(shù)據(jù)可視化據(jù)分析以及數(shù)值計(jì)算的高級(jí)技術(shù)計(jì)算語言和交互式環(huán)境，和兩大部分。

主要包括MATLAB其中，是和兩個(gè)詞的組合，意為矩陣工廠（矩陣實(shí)驗(yàn)室，它將數(shù)值分析、矩陣計(jì)算、科學(xué)數(shù)據(jù)可視化以及非線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等諸多強(qiáng)大功能集成在一個(gè)易于使用的視窗環(huán)境中，為科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)以及必須進(jìn)行有效數(shù)值計(jì)算的眾多科學(xué)領(lǐng)域提供了一種全面的解決方案，并在很大程度上擺脫了傳統(tǒng)非交互式程序設(shè)計(jì)語言的編輯模式，代表了當(dāng)今國(guó)際科學(xué)計(jì)算軟件的先進(jìn)水平。MATLAB的主要功能有數(shù)值分析、數(shù)值和符號(hào)計(jì)算、工程與科學(xué)繪圖、控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真、數(shù)字圖像處理、數(shù)字信號(hào)處理、通訊系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真、財(cái)務(wù)與金融工程等。Simulink則是基于MATLAB的框圖設(shè)計(jì)環(huán)境，可以用來對(duì)各種動(dòng)態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行建模、分析和仿真，它的建模范圍廣泛，

可以針對(duì)任何能夠用數(shù)學(xué)來描述的系統(tǒng)進(jìn)行建模，例如航空航天動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)、衛(wèi)星控制制導(dǎo)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、

船舶及汽車等，其中還包括了連續(xù)、離散條件執(zhí)行，事件驅(qū)動(dòng)，單速率、多速率和混雜系統(tǒng)等提供了利用鼠標(biāo)拖放的方法建立系統(tǒng)框圖模型的圖形界面，

而且Simulink還提供了豐富的功能塊以及不同的專業(yè)模塊集合，利用Simulink幾乎可以做到不書寫一行代碼就完成整個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的建模工作。2.2

利用Simulink軟件繪制模型及對(duì)模型的仿真根據(jù)上一節(jié)中我們對(duì)設(shè)計(jì)題目的理論分析，在得到了最后的邏輯函數(shù)表達(dá)式后，我們就可以打開MATLAB并運(yùn)用其中自帶的系統(tǒng)仿真軟件SIMULINK連接我們所需要的基本邏輯門電路。下面是我在本次的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中使用MATLAB軟件的具體操作步驟。h

hh

h在SimulinkLibraryBrowser”窗口中將“Simulink”點(diǎn)展開，并選中Logicalandbitoperations”模庫(kù)中的Logicaloperator塊，如圖所，鼠標(biāo)右擊，在彈出的快捷菜單中選擇“AddtoUntitled”菜單項(xiàng)，就可以operatorUntitled可以直接Logicaloperator”模塊拖拽到模型編輯窗口中，完成模塊的添加操作。h

h添加元件的模型完成后，就可以開始按照原理圖連接線路。完

成連線，首先應(yīng)該改一下電路中元件模型的名稱，以方便我們看清各個(gè)模型。同時(shí)，還要對(duì)一些模型的參數(shù)加以更改，例如，

模型圖里的與非門都是由基本的與門通過設(shè)計(jì)相關(guān)參數(shù)來確定它的類型，輸入管腳數(shù)。最后的Display則是用來觀察輸入和輸出信號(hào)的狀態(tài)。這樣，我們就能在一次仿真的結(jié)果中同時(shí)看到輸入和輸出的高低電平狀態(tài)。如下圖7是連接好的模型圖。圖7模型線路連接圖連接好模型線路圖后，就可以開始進(jìn)行模型的仿真了。該電路的輸入共有八種不同的狀態(tài)，為了證明該電路模型的正確性，我們需要將每一種

狀態(tài)都進(jìn)行仿真。在仿真的過程中，

我們可以通過改變開關(guān)的狀態(tài)來控制各個(gè)信號(hào)燈的亮

或暗，再通過Display來觀察電路的每一次仿真的輸入和輸出的狀態(tài)。所有的狀態(tài)仿真完成后，再將仿真結(jié)果與理論值進(jìn)行比較。下面是八次仿真的結(jié)果圖。h

hh

h實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析由上面對(duì)模型電路的仿真結(jié)果，將八次結(jié)果列成一張仿真表，如下表所示。根據(jù)上面的理論表和仿真結(jié)果表相比較三個(gè)燈單獨(dú)亮，或當(dāng)黃綠燈同時(shí)亮?xí)r，

可以看出，仿真和理論值是一樣的。即：當(dāng)模型電路輸出信號(hào)“0號(hào)燈工作正常；其他情況下，模型電路輸出信號(hào)“1示燈工作處于不正常的狀態(tài)。由兩個(gè)表格分析結(jié)果

可以看出，本次實(shí)驗(yàn)里所繪制的邏輯原理電路圖完全正確，它能夠檢測(cè)出交通燈的工作是否正常，完全實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)任務(wù)書中所要求的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容當(dāng)用進(jìn)行電路的仿真時(shí)，其結(jié)果與我們用理論得到的結(jié)果是一樣的。而這個(gè)題目本身并沒有太大的難度，但是當(dāng)我們用仿真軟件將模型電路進(jìn)行仿真時(shí)，可以更加清楚直觀的看到信號(hào)的輸入和輸出的變化，加深了我對(duì)理論的理解。R000001111

Y000110011

G001010101

Z010000111h

h4.心得體會(huì)通過本次基礎(chǔ)強(qiáng)化訓(xùn)練，一方面完成本次實(shí)驗(yàn)課題的過程中，我對(duì)于這個(gè)高級(jí)的計(jì)算軟件有了初步的了解，

也學(xué)會(huì)了使用一種新的仿真軟件Simulink。應(yīng)該說，在這次的基礎(chǔ)強(qiáng)化訓(xùn)練中，我的收獲還是很大的。首先，我最大的體會(huì)還是關(guān)于這個(gè)軟件強(qiáng)大的功能。在此之前，因?yàn)槲宜鶎W(xué)習(xí)的專業(yè)，對(duì)這個(gè)軟件聽說過，但沒有學(xué)習(xí)使

用這個(gè)軟件。在做本次的實(shí)驗(yàn)課題前，我先去網(wǎng)上和圖書館找了一下關(guān)于這個(gè)軟件的介紹和使用方法，才發(fā)現(xiàn)原來這個(gè)軟件的功能非常強(qiáng)大，應(yīng)用也很廣泛。當(dāng)然，因?yàn)樗婕暗降臇|西太多，所以要真正地掌握這個(gè)軟件的使用，對(duì)我們新手來講，是基本不可能的。我認(rèn)為，對(duì)現(xiàn)在的我來說，能夠使用MATLAB中的基本功能，如矩陣的相關(guān)運(yùn)算，簡(jiǎn)單程序的編寫，系統(tǒng)仿真軟件Simulink的使用，也要花不少的時(shí)間去學(xué)透他們。再者，其實(shí)這次的課題設(shè)計(jì)我做的有點(diǎn)匆忙，所以關(guān)于MATLAB軟件的使用，我也只是為了省時(shí)間而僅僅先學(xué)會(huì)了怎么使用Simulink系統(tǒng)仿真軟件對(duì)基本的邏輯門電路進(jìn)行模型的建立和仿真，但是對(duì)于MATLAB真正的強(qiáng)大功能，矩陣和程序這兩方面，我卻還沒有來得及去認(rèn)真地學(xué)習(xí)。但是經(jīng)過這次的實(shí)驗(yàn)，我想既然這個(gè)軟件這么強(qiáng)大，特別是在數(shù)學(xué)建模方面，我想，應(yīng)該不能少了這個(gè)軟件，這樣就更激發(fā)了我以后學(xué)習(xí)這個(gè)軟件的興趣。課題設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)一般都是這樣，雖然不難，一般情況下，大家都能完成。但是重要的是我們?cè)谕瓿蛇@個(gè)課題的過程中，所學(xué)習(xí)到的平常我們忽視的，或者是學(xué)不到的知識(shí)。就像在這次的課題設(shè)計(jì)中，我還是掌握到了很多的知識(shí)，是一次收、收獲很大的基礎(chǔ)強(qiáng)化訓(xùn)練。h

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h2012年安徽省普通高校對(duì)口招收中等職業(yè)學(xué)校畢業(yè)考試語文試題一語文知與語表小分續(xù)笨）利廚）續(xù)捫）耀丑）h

h二現(xiàn)代閱理小材1戰(zhàn)日遇擊后跡幾瀑了家樹抵的些有呢彈波、以污力傷主對(duì)脅有功彈生大對(duì)，風(fēng)與似躲和力能風(fēng)的從己風(fēng)是龐固擊減翻此身性和收是的。擊光木致由的光圍的速甚上的樹點(diǎn)有℃此點(diǎn)燃的及下彈周7的現(xiàn)重些下樹了心外是種運(yùn)對(duì)殊對(duì)斷木中增幸擊射空有的射樹h

h脅輻彈幾生量細(xì)之輻能不h

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□□的是，老人雙手緊握一根木棍，隨著一旁地上收音機(jī)里的音樂在正步走！抬頭。挺胸。踢腿。前行。天哪，老人一個(gè)人跟著音樂舉行“閱兵式偷像驚的很兵最鏡eq\o\ac(○,11)束人停，”eq\o\ac(○,12)解理營(yíng)的純。沙也在才樹的二。栽他戰(zhàn)“我心里一震。

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