基于matlab的數(shù)字電路仿真設(shè)計(jì)

數(shù)字電路仿真PAGEPAGE1基于matlab的數(shù)字電路仿真設(shè)計(jì)前言MATLAB作為當(dāng)前國際控制界最流行的面向工程與科學(xué)計(jì)算的高級(jí)語言，近年來得到了業(yè)界的一致認(rèn)可，在控制系統(tǒng)的分析、仿真與設(shè)計(jì)方面得到了非常廣泛的應(yīng)用，其自身也因此得到了迅速的發(fā)展，功能不斷擴(kuò)充。隨著MATLAB／Simulink通信、信號(hào)處理專業(yè)函數(shù)庫和專業(yè)工具箱的成熟，它們逐漸為廣大通信技術(shù)領(lǐng)域的專家學(xué)者和工程師所熟悉，在通信理論研究、算法設(shè)計(jì)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、建模仿真和性能分析驗(yàn)證等方面的應(yīng)用也更加廣泛。Simulink可視化仿真工具能夠以非常直觀的框圖方式形象地對(duì)通信系統(tǒng)進(jìn)行建模，并以“實(shí)時(shí)”和動(dòng)畫的方式來將模型仿真結(jié)果（如波形、頻譜、數(shù)據(jù)曲線等）顯示出來，更便于對(duì)通信系統(tǒng)的物理概念和運(yùn)行過程的直觀理解，所以近年來在通信工程專業(yè)中得到了廣大師生的重視和廣泛應(yīng)用，在理論教學(xué)、課程實(shí)踐環(huán)節(jié)，以及理論和技術(shù)前沿的研究中發(fā)揮了重要作用。對(duì)于我們學(xué)生掌握知識(shí)的深度、運(yùn)用理論去處理問題的能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α⒄n程設(shè)計(jì)能力、書面及口頭表達(dá)能力進(jìn)行考核。在這次的課程設(shè)計(jì)中，我所介紹的是MATLAB應(yīng)用于數(shù)字電路設(shè)計(jì)。主要是設(shè)計(jì)一個(gè)8421BCD編碼器并對(duì)電路進(jìn)行仿真。將會(huì)對(duì)MATLAB語言和simulink仿真進(jìn)行介紹，還有在做8421BCD編碼器并對(duì)電路進(jìn)行仿真的過程中遇到一些問題和怎么解決的，如何仿真，仿真參數(shù)如何設(shè)置進(jìn)行一些介紹。我認(rèn)為學(xué)生就應(yīng)該上課認(rèn)真的聽老師講課，把上課那些老師說的內(nèi)容弄清楚弄明白，然后自己要立足于實(shí)踐。通過上機(jī)把自己的想法用軟件表達(dá)出來，我想實(shí)踐和那些理論知識(shí)一。目錄第一章概述 2一、背景分析 2二、課程設(shè)計(jì)目的 4三、課程設(shè)計(jì)要求及功能 5（一）在本次課程設(shè)計(jì)中，要求實(shí)現(xiàn)以下功能： 5（二）編碼器簡介 5（三）SIMULINK簡介 6第二章總體方案設(shè)計(jì) 9一、設(shè)計(jì)思路 9第三章用MATLAB仿真數(shù)字電路 12一、建立模型： 12二、添加程序模塊 13三、參數(shù)設(shè)置 15第四章用MATLAB仿真數(shù)字電路 19第五章課程設(shè)計(jì)總結(jié) 25一、程序編輯總結(jié) 25二、課程設(shè)計(jì)心得 26參考文獻(xiàn) 29第一章概述一、背景分析MATLAB是美國Mathworks公司于1984年推出的一套數(shù)值和矩陣運(yùn)算軟件，經(jīng)過20多年的發(fā)展，現(xiàn)已成為集成的計(jì)算機(jī)語言，是當(dāng)今科技領(lǐng)域內(nèi)最具影響力，最有活力的軟件之一，被廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)處理，科學(xué)繪圖，控制系統(tǒng)仿真，數(shù)字圖像處理，通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)，財(cái)務(wù)金融等領(lǐng)域。MATLAB有兩種基本的數(shù)據(jù)運(yùn)算量：數(shù)組和矩陣，單從形式上，它們之間是不好區(qū)分的。每一個(gè)量可能被當(dāng)作數(shù)組，也可能被當(dāng)作矩陣，這要依所采用的運(yùn)算法則或運(yùn)算函數(shù)來定。在MATLAB中，數(shù)組與矩陣的運(yùn)算法則和運(yùn)算函數(shù)是有區(qū)別的。但不論是MATLAB的數(shù)組還是MATLAB的矩陣，都已經(jīng)改變了一般高級(jí)語言中使用數(shù)組的方式和解決矩陣問題的方法。在MATLAB中，矩陣運(yùn)算是把矩陣視為一個(gè)整體來進(jìn)行，基本上與線性代數(shù)的處理方法一致。矩陣的加減乘除、乘方開方、指數(shù)對(duì)數(shù)等運(yùn)算，都有一套專門的運(yùn)算符或運(yùn)算函數(shù)。而對(duì)于數(shù)組，不論是算術(shù)的運(yùn)算，還是關(guān)系或邏輯的運(yùn)算，甚至于調(diào)用函數(shù)的運(yùn)算，形式上可以當(dāng)作整體，有一套有別于矩陣的、完整的運(yùn)算符和運(yùn)算函數(shù)，但實(shí)質(zhì)上卻是針對(duì)數(shù)組的每個(gè)元素施行的。當(dāng)MATLAB把矩陣(或數(shù)組)獨(dú)立地當(dāng)作一個(gè)運(yùn)算量來對(duì)待后，向下可以兼容向量和標(biāo)量。不僅如此，矩陣和數(shù)組中的元素可以用復(fù)數(shù)作基本單元，向下可以包含實(shí)數(shù)集。這些是MATLAB區(qū)別于其他高級(jí)語言的根本特點(diǎn)。以此為基礎(chǔ)，還可以概括出如下一些MATLAB的特色。1.語言簡潔，編程效率高：因?yàn)镸ATLAB定義了專門用于矩陣運(yùn)算的運(yùn)算符，使得矩陣運(yùn)算就像列出算式執(zhí)行標(biāo)量運(yùn)算一樣簡單，而且這些運(yùn)算符本身就能執(zhí)行向量和標(biāo)量的多種運(yùn)算。利用這些運(yùn)算符可使一般高級(jí)語言中的循環(huán)結(jié)構(gòu)變成一個(gè)簡單的MATLAB語句，再結(jié)合MATLAB豐富的庫函數(shù)可使程序變得相當(dāng)簡短，幾條語句即可代替數(shù)十行C語言或Fortran語言程序語句的功能。2.交互性好，使用方便：在MATLAB的命令窗口中，輸入一條命令，立即就能看到該命令的執(zhí)行結(jié)果，體現(xiàn)了良好的交互性。交互方式減少了編程和調(diào)試程序的工作量，給使用者帶來了極大的方便。因?yàn)椴挥孟袷褂肅語言和Fortran語言那樣，首先編寫源程序，然后對(duì)其進(jìn)行編譯、連接，待形成可執(zhí)行文件后，方可運(yùn)行程序得出結(jié)果。3.強(qiáng)大的繪圖能力，便于數(shù)據(jù)可視化：MATLAB不僅能繪制多種不同坐標(biāo)系中的二維曲線，還能繪制三維曲面，體現(xiàn)了強(qiáng)大的繪圖能力。正是這種能力為數(shù)據(jù)的圖形化表示(即數(shù)據(jù)可視化)提供了有力工具，使數(shù)據(jù)的展示更加形象生動(dòng)，有利于揭示數(shù)據(jù)間的內(nèi)在關(guān)系4.學(xué)科眾多、領(lǐng)域廣泛的工具箱：MATLAB工具箱(函數(shù)庫)可分為兩類：功能性工具箱和學(xué)科性工具箱。功能性工具箱主要用來擴(kuò)充其符號(hào)計(jì)算功能、圖示建模仿真功能、文字處理功能以及與硬件實(shí)時(shí)交互的功能。而學(xué)科性工具箱是專業(yè)性比較強(qiáng)的，如優(yōu)化工具箱、統(tǒng)計(jì)工具箱、控制工具箱、通信工具箱、圖像處理工具箱、小波工具箱等。5.開放性好，易于擴(kuò)充：除內(nèi)部函數(shù)外，MATLAB的其他文件都是公開的、可讀可改的源文件，體現(xiàn)了MATLAB的開放性特點(diǎn)。用戶可修改源文件和加入自己的文件，甚至構(gòu)造自己的工具箱。6、與C語言和Fortran語言有良好的接口：通過MEX文件，可以方便地調(diào)用C語言和Fortran語言編寫的函數(shù)或程序，完成MATLAB與它們的混合編程，充分利用已有的C語言和Fortran語言資源。一種功能很強(qiáng)的程序設(shè)計(jì)語言，也是利用計(jì)算機(jī)所有硬件特性并能直接控制硬件的語言，結(jié)合編碼器進(jìn)行數(shù)值仿真?！稊?shù)字電路仿真》課程設(shè)計(jì)是在教學(xué)實(shí)踐基礎(chǔ)上進(jìn)行的一次大型實(shí)驗(yàn)，也是對(duì)該課程所學(xué)理論知識(shí)的深化和提高。因此，要求我們能綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)與制造出具有較復(fù)雜功能的應(yīng)用系統(tǒng)，并且在實(shí)驗(yàn)的基本技能方面上進(jìn)行一次全面的訓(xùn)練。通過具體的問題分析、設(shè)計(jì)、調(diào)試、運(yùn)行程序。在實(shí)際問題中鍛煉提高自己，增加了對(duì)本門課程內(nèi)容的理解，鍛煉了動(dòng)手能力。二、課程設(shè)計(jì)目的 《數(shù)字電路仿真》是計(jì)算機(jī)專業(yè)的重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，通過本綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)使學(xué)生進(jìn)一步鞏固課堂所學(xué)，全面熟悉、掌握MATLAB仿真的基本方法和技巧，進(jìn)一步提高編寫程序、閱讀分析程序及上機(jī)操作、調(diào)試程序的能力。MATALB是一套數(shù)值和矩陣運(yùn)算軟件，是集成的計(jì)算機(jī)語言，是當(dāng)今科技領(lǐng)域內(nèi)最具影響力通過這次實(shí)驗(yàn)要求我們：(1)了解Simulink的基本模塊。(軟件通過實(shí)際動(dòng)手能力的培養(yǎng)，進(jìn)一步熟悉MATLAB語言的結(jié)構(gòu)和使用方法。達(dá)到能獨(dú)立閱讀、編制和調(diào)試一定規(guī)模的MATLAB語言程序的水平，能用MATLAB語言熟練地運(yùn)運(yùn)用8421編碼器和MATLAB進(jìn)行數(shù)字的仿真，在示波器中要有輸出的真波形。2)了解與掌握Simulink模塊操作。(3)學(xué)會(huì)設(shè)置房子模塊的參數(shù)。(4)學(xué)會(huì)用MATLAB進(jìn)行仿真。這里主要用到simulink來進(jìn)行數(shù)值仿真，并用示波器做出波形圖。為了實(shí)現(xiàn)數(shù)字電路的仿真，通過音樂程序設(shè)計(jì)熟悉并掌握用匯編語言編程的方法和特點(diǎn)，借此來比較高級(jí)語言低級(jí)語言的優(yōu)缺點(diǎn)，以便更好運(yùn)用各種語言來開發(fā)應(yīng)用用各種函數(shù)，進(jìn)一步掌握各個(gè)指令的功能，能掌握子程序的定義及調(diào)試，包括段間及段內(nèi)調(diào)用，以及正確地運(yùn)用simulink仿真，進(jìn)一步理解和掌握MATLAB。三、課程設(shè)計(jì)要求及功能（一）在本次課程設(shè)計(jì)中，要求實(shí)現(xiàn)以下功能：(1)通過查閱相關(guān)資料，進(jìn)一步理解MATLAB，8421編碼器，了解它們在什么要的情況下使用。(2)掌握8421編碼器的基本功能，了解8421的連線，會(huì)真確運(yùn)用8421編碼器。（二）編碼器簡介編碼器有普通編碼器和優(yōu)先編碼器。優(yōu)先編碼器的功能是允許同時(shí)在幾個(gè)輸入端有編碼輸入信號(hào)，按輸入信號(hào)排定的優(yōu)先順序，只對(duì)其中優(yōu)先權(quán)最高的一個(gè)輸入學(xué)會(huì)進(jìn)行編碼。普通編碼器的功能是任何時(shí)刻只允許對(duì)輸入的一個(gè)編碼信號(hào)進(jìn)行編碼，否則輸出代碼將發(fā)生混亂。在此次實(shí)驗(yàn)中我們運(yùn)用的什么普通編碼中的8421編碼器，即10線-4線編碼器。此次設(shè)計(jì)我們主要用到的是10線-4線編碼器。它有10個(gè)編碼信號(hào)輸入端I0-I9,假設(shè)輸入信號(hào)高電平有效；4個(gè)編碼輸出端Y3,Y2,Y1,y0, 輸出4位8421BCD碼。當(dāng)某個(gè)輸入信號(hào)為1，其余輸出信號(hào)都為0時(shí)，就有一組對(duì)應(yīng)點(diǎn)代碼輸出。該編碼器輸出端I0-I9在10個(gè)部門先后也是互斥的。（三）SIMULINK簡介SIMULINK是一個(gè)對(duì)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)（包括連續(xù)系統(tǒng)、離散系統(tǒng)和混合系統(tǒng)）進(jìn)行建模、仿真和綜合分析的集成軟件包，是MATLAB的一個(gè)附加組件，其特點(diǎn)是模塊化操作、易學(xué)易用，而且能夠使用MATLAB提供的豐富的仿真資源。在SIMULINK環(huán)境中，用戶不僅可以觀察現(xiàn)實(shí)世界中非線性因素和各種隨機(jī)因素對(duì)系統(tǒng)行為的影響，而且也可以在仿真進(jìn)程中改變感興趣的參數(shù)，實(shí)時(shí)地觀察系統(tǒng)行為的變化。因此SIMULINK已然成為目前控制工程界的通用軟件，而且在許多其他的領(lǐng)域，如通信、信號(hào)處理、DSP、電力、金融、生物系統(tǒng)等，也獲得重要應(yīng)用。對(duì)于信息類專業(yè)的學(xué)生來說，無論是學(xué)習(xí)專業(yè)課程或者相關(guān)課程設(shè)計(jì)還是在今后的工作中，掌握SIMULINK，就等于是有了一把利器。1、Simulink啟動(dòng)Simulink有四種啟動(dòng)方法：（1）在MATLAB的命令窗口中輸入Simulink，結(jié)果是在桌面上出現(xiàn)一個(gè)稱為SimulinkLibraryBrowser的窗口，在這個(gè)窗口中列出了按功能分類的各種模塊的名稱；（2）在MATLAB的命令窗口中輸入Simulink3，結(jié)果是在桌面上出現(xiàn)一個(gè)用圖標(biāo)形式顯示的Library：simulink3的simulink模塊庫窗口；（3）可以通過單擊MATLAB主窗口工具條上的simulink圖標(biāo)打開；（4）可以通過單擊MATLAB主窗口菜單選擇File→New→Model，彈出一個(gè)Untitled的simulink模型窗口，在選擇View→ShowLibraryBrowser，彈出SimulinkLibraryBrowser模塊庫窗口。2、Simulink模塊庫及模塊操作Simulink模塊庫按照功能分類可分為：連續(xù)模塊、離散模塊、查表模塊和用戶定義函數(shù)模塊、數(shù)學(xué)模塊、非線性模塊、信號(hào)通路模塊、接收器模塊、輸入源模塊、特別模塊、其他常用方塊組及工具箱。在模型窗口中，選中模塊，則其4個(gè)角會(huì)出現(xiàn)黑色標(biāo)記，此時(shí)可以對(duì)模塊進(jìn)行以下的基本操作：移動(dòng)：選中模塊，然后按鼠標(biāo)左鍵將其拖拽到所需的位置即可。若要脫離線而移動(dòng)，可按住Shift鍵，在進(jìn)行拖拽。復(fù)制：選中模塊，然后按住鼠標(biāo)右鍵進(jìn)行拖拽即可復(fù)制同樣的一個(gè)功能模塊。刪除：選中模塊，按住Delete鍵即可。若要?jiǎng)h除多個(gè)模塊，可以同時(shí)按住Shift鍵，再用鼠標(biāo)選中多個(gè)模塊，然后Delete鍵即可。也可以用鼠標(biāo)選中某區(qū)域，再按Delete鍵就可以把該區(qū)域中的所有模塊和線等全部刪除。轉(zhuǎn)向：為了能夠順序連接功能模塊的輸入和輸出端，功能模塊有時(shí)需要轉(zhuǎn)向。在菜單Format→FilpBlock旋轉(zhuǎn)180度，F(xiàn)ormat→RotateBlock順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90度。改變大?。哼x中模塊，對(duì)鼠標(biāo)移到角上出現(xiàn)?，進(jìn)行拖拽即可。模塊命名：先用鼠標(biāo)在要更改的名稱上單擊一下，然后直接更改即可。名稱在功能模塊上的位置也可以變換180度，可以用Format→FilpName來實(shí)現(xiàn)，也可以直接通過鼠標(biāo)拖拽。HideName可以隱藏模塊名稱。顏色設(shè)定：Format→ForegroundColor改變模塊的前景顏色，BackgroundColor改變模塊的背景顏色；而模型窗口的顏色可以通過ScreenColor來改變。參數(shù)設(shè)定：用鼠標(biāo)雙擊模塊，就可以進(jìn)入模塊的參數(shù)設(shè)定窗口，從而對(duì)模塊進(jìn)行參數(shù)設(shè)定?；螯c(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，選擇Blockparameters參數(shù)設(shè)定窗口包含了該模塊的基本功能幫助。通過對(duì)模塊的參數(shù)設(shè)定，就可以獲得需要的功能模塊。3、仿真參數(shù)設(shè)定:構(gòu)建好一個(gè)系統(tǒng)的模型后，接下來的事情就是運(yùn)行模型，得出仿真結(jié)果。運(yùn)行一個(gè)仿真的完整過程分為三個(gè)步驟：設(shè)置仿真參數(shù)，啟動(dòng)仿真和仿真結(jié)果分析。選擇Simulation菜單下的Parameters命令，就會(huì)彈出一個(gè)仿真參數(shù)對(duì)話框，它主要用三個(gè)頁面來管理仿真的參數(shù)：Solver頁，它允許用戶設(shè)置仿真開始和結(jié)束的時(shí)間，選擇解法器，說明解法器參數(shù)及選擇一些輸出選項(xiàng)；WorkspaceI／O頁，作用是管理模型從MATLAB工作空間的輸入和對(duì)他的輸出；Diagnostics診斷頁，允許用戶選擇Simulink在仿真中顯示的警告信息的等級(jí)。4、課程設(shè)計(jì)的目的：主要是設(shè)計(jì)一個(gè)8421BCD編碼器并對(duì)電路進(jìn)行仿真。主要是認(rèn)識(shí)二-十進(jìn)制編碼器，知道為什么要用二-十進(jìn)制編碼器。因?yàn)槿藗兞?xí)慣用十進(jìn)制，而數(shù)字電路只識(shí)別二進(jìn)制，需要相互轉(zhuǎn)換。認(rèn)識(shí)二-十進(jìn)制編碼器，將0～9十個(gè)十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制代碼的電路。根據(jù)輸出邏輯函數(shù)畫出邏輯電路圖。并在MATLAB上利用Simulink仿真對(duì)電路進(jìn)行仿真。第二章總體方案設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)思路SIMULINK是一個(gè)對(duì)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行建模、仿真和綜合分析的集成軟件包，是MATLAB的一個(gè)附加組件，其特點(diǎn)是模塊化操作、易學(xué)易用，而且能夠使用MATLAB提供的豐富的仿真資源。在SIMULINK環(huán)境中，用戶不僅可以觀察現(xiàn)實(shí)世界中非線性因素和各種隨機(jī)因素對(duì)系統(tǒng)行為的影響，而且也可以在仿真進(jìn)程中改變感興趣的參數(shù)，實(shí)時(shí)地觀察系統(tǒng)行為的變化。因此SIMULINK已然成為目前控制工程界的通用軟件，而且在許多其他的領(lǐng)域，如通信、信號(hào)處理、DSP、電力、金融、生物系統(tǒng)等，也獲得重要應(yīng)用。對(duì)于信息類專業(yè)的學(xué)生來說，無論是學(xué)習(xí)專業(yè)課程或者相關(guān)課程設(shè)計(jì)還是在今后的工作中，掌握SIMULINK，就等于是有了一把利器。本次設(shè)計(jì)的目的就是通過上機(jī)訓(xùn)練，掌握利用SIMULINK對(duì)一些工程技術(shù)問題（例如數(shù)字電路）進(jìn)行建模、仿真和分析的基本方法。對(duì)控制系統(tǒng)來說，系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型實(shí)際上是某種微分方程或查分方程模型，因此在仿真過程中需要以某種數(shù)值算法從給定的初始條件出發(fā)，逐步地算出每一時(shí)刻系統(tǒng)的響應(yīng)，最后會(huì)出系統(tǒng)的響應(yīng)曲線，由此分析系統(tǒng)的性能。分析編碼器的功能，寫出編碼器的邏輯表達(dá)式，用SIMULINK對(duì)編碼器進(jìn)行仿真。10線-4線編碼器有10個(gè)編碼信號(hào)輸入端I0-I9,假設(shè)輸入信號(hào)以固定的含高電平有效；4個(gè)編碼輸出端Y3,Y2,Y1,y0, 輸出4位8421BCD碼。當(dāng)某個(gè)輸入信號(hào)為1，其余輸出信號(hào)都為0時(shí)，就有一組對(duì)應(yīng)點(diǎn)代碼輸出，在把輸出與示波器連接，就可以得到波形圖。下列是其真值表。1、二-十進(jìn)制編碼器真值表根據(jù)真值表可以得到編碼器輸出邏輯函數(shù)2、8421編碼器輸出邏輯函數(shù)根據(jù)邏輯函表達(dá)式可以畫出它的邏輯電路圖。3、8421編碼器邏輯電路圖8421BCD碼編碼器需要編碼的10個(gè)輸入信號(hào)：I0～I(xiàn)9輸出4位二進(jìn)制代碼：Y3、Y2、Y1、Y0.當(dāng)編碼器某個(gè)輸入信號(hào)為1而其他輸入信號(hào)都為0時(shí)，則有一組對(duì)應(yīng)的數(shù)碼輸出，如I7=1時(shí)，Y3、Y2、Y1、Y0=0111.輸出數(shù)碼各位的權(quán)從高位到低位分別為8、4、2、1。所以，編碼器輸入I0~I9這10個(gè)編碼信號(hào)是相互排斥的。二、8421編碼器邏輯電路原理及設(shè)計(jì)：將二進(jìn)制數(shù)碼0和1按一定規(guī)律編排起來，用來表示某種信息含義的一串符號(hào)稱為編碼，具有編碼功能的邏輯電路稱為編碼器。

二-十進(jìn)制編碼器二-十進(jìn)制編碼器是將十進(jìn)制數(shù)碼0～9編成二進(jìn)制代碼的電路。輸入的是0～9十個(gè)數(shù)碼，輸出的是對(duì)應(yīng)的四位二進(jìn)制代碼。這些二進(jìn)制代碼又稱二-十進(jìn)制代碼，簡稱BCD(Binary-Coded-Decimal)碼。

四位二進(jìn)制代碼共有0000～1111十六種狀態(tài)，其中任何十種狀態(tài)都可表示0～9十個(gè)數(shù)碼，方案很多。最常用的是8421編碼方式，就是在四位二進(jìn)制代碼的十六種狀態(tài)中取出前面十種狀態(tài)0000～1001表示0～9十個(gè)數(shù)碼，后面六種狀態(tài)1010～1111去掉。二進(jìn)制代碼各位的1所代表的十進(jìn)制數(shù)從高位到低位依次為8，4，2，1，稱之為“權(quán)”，而后把每個(gè)數(shù)碼乘以各位的“權(quán)”，相加，即得出該二進(jìn)制代碼所表示的一位十進(jìn)制數(shù)。

8421碼與十進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換是按位進(jìn)行的，即十進(jìn)制數(shù)的每一位與四位二進(jìn)制編碼對(duì)應(yīng)。例如

(369)10=(001101101001)8421BCD

(0010000001001000)8421BCD=(2048)10

從8421BCD編碼器真值表中知。I0～I(xiàn)9是十個(gè)輸入變量，分別代表十進(jìn)制數(shù)碼0～9，因此，它們中任何時(shí)刻僅允許一個(gè)有效(為1)。當(dāng)輸入某一個(gè)十進(jìn)制數(shù)碼時(shí)，只要使相應(yīng)的輸入端為高電平，其余各輸入端均為低電平，編碼器的四個(gè)輸出端就將出現(xiàn)一組相應(yīng)的二進(jìn)制代碼。第三章用MATLAB仿真數(shù)字電路 一、建立模型：1、運(yùn)行MATLAB，在MATLAB命令窗口菜單上，選擇File-new-model命令。建立一個(gè)untitled的模型。如下圖二、添加程序模塊1、SIMULINK的啟動(dòng)：基本的simulink模塊常用模塊各領(lǐng)域內(nèi)的工具箱圖1：Simulink模塊庫瀏覽器首先啟動(dòng)MATLAB，然后在MATLAB主界面中單擊上面的Simulink按鈕或在命令窗口中輸入simulink基本的simulink模塊常用模塊各領(lǐng)域內(nèi)的工具箱圖1：Simulink模塊庫瀏覽器2、SIMULINK的模塊庫介紹：Simulink的模塊庫有兩部分組成：基本模塊和各種應(yīng)用工具箱。系統(tǒng)提供的應(yīng)用工具箱有：CommunicationsBlockset（通信模塊集）ControlSystemToolbox（控制系統(tǒng)工具箱）Dials&GaugesBlockset（面板和儀表模塊集）DSPBlockset（數(shù)字信號(hào)處理模塊集）Fixed-PointBlockset（定點(diǎn)模塊集）；FuzzyLogicToolbox（模糊邏輯工具箱）；NCDBlockset（非線性控制設(shè)計(jì)模塊集）；NeuralNetworkBlockset（神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊集）；RFBlockset（射頻模塊集）；PowerSystemBlockset（電力系統(tǒng)模塊集）；Real-TimeWindowsTarget（實(shí)時(shí)窗口目標(biāo)庫）；Real-TimeWorkshop（實(shí)時(shí)工作空間庫）；Stateflow（狀態(tài)流程庫）；SimulinkExtras（Simulink附加庫）；SystemIDBlockset（系統(tǒng)辨識(shí)模塊集）；Simulink的基本模塊按功能進(jìn)行分類，包括以下8類子庫：Continuous（連續(xù)系統(tǒng)模塊）；Discrete（離散系統(tǒng)模塊）；Function&Tables（函數(shù)和平臺(tái)模塊）；Math（數(shù)學(xué)運(yùn)算模塊）；Nonlinear（非線性模塊）；Signals&Systems（信號(hào)和系統(tǒng)模塊）；Sinks（接收器模塊）；Sources（輸入源模塊）；3、單擊瀏覽器中simulink全面的“+”號(hào)，在里面找到scope(示波器)，constant(常數(shù))、logicoperator(邏輯算子)。將它們拖人模型窗口，根據(jù)需要，復(fù)制相應(yīng)的個(gè)數(shù)，調(diào)節(jié)它們的大小，設(shè)定其參數(shù)值。三、參數(shù)設(shè)置scope(示波器)復(fù)制2個(gè)，scope用來仿真總輸出，scope1用來仿真輸入；constant(常數(shù))復(fù)制10個(gè)，分別命名為I0~I9，用來輸入常數(shù)信號(hào)；logicoperator(邏輯算子)復(fù)制14個(gè)，4個(gè)用與非門（ANDN），10個(gè)用非門（RON）示波器：在本設(shè)計(jì)中，只用兩個(gè)示波器即可，scope和scope1,前者用來仿真編碼器輸出，后者用來仿真常數(shù)輸出。它們的參數(shù)設(shè)置如下圖Scope4個(gè)輸入scope110個(gè)輸入Constant(常數(shù))參數(shù)設(shè)置：用來輸入兩種電平信號(hào)，高電平（1），低電平（0）參數(shù)設(shè)置如下：低電平高電平Logicoperator(邏輯算子)參數(shù)設(shè)置：Logicoperatr有種運(yùn)算符。NAND、AND、OR、NOR、XOR、NOT等，下面是此次設(shè)計(jì)用到的NAND（與非門）模塊和NOR(非門)模塊的參數(shù)設(shè)置圖：因?yàn)橛?0個(gè)輸入，所以就用10個(gè)非門。8421編碼器有4個(gè)輸出，所以用4個(gè)與非門，它們的接口數(shù)依次為5、4、4、2。.5、.根據(jù)二-十進(jìn)制編碼器電路圖:連接電路得到仿真圖。圖形如下：第四章用MATLAB仿真數(shù)字電路1、在I0~I9全是低電平時(shí)，運(yùn)行后程序，scope輸出全是低電平，如下圖：Scope1的輸出結(jié)果如下2、當(dāng)I0為高電平，其它為低電平時(shí)；對(duì)應(yīng)輸出代碼是0000，仿真結(jié)果如下圖：3、當(dāng)I1為高電平，其它輸入為低電平時(shí)；其對(duì)應(yīng)仿真輸出代碼是0001。如下圖：4、當(dāng)I2為高電平，其它輸入為低電平時(shí)；其對(duì)應(yīng)仿真輸出代碼是0010。如下圖：5、當(dāng)I3為高電平，其它輸入為低電平時(shí)；其對(duì)應(yīng)仿真輸出代碼是0011。如下圖：

6、當(dāng)I4為高電平，其它輸入為低電平時(shí)；其對(duì)應(yīng)仿真輸出代碼是0100。如下圖：7、當(dāng)I5為高電平，其它輸入為低電平時(shí)；其對(duì)應(yīng)仿真輸出代碼是0101。如下圖：8、當(dāng)I6為電平，其它輸入為低電平時(shí)；其對(duì)應(yīng)仿真輸出代碼是0110。如下圖：9、當(dāng)I7為高電平，其它輸入為低電平時(shí)；其相應(yīng)的仿真輸出代碼是0111。如下圖：10、當(dāng)I8為高電平，其它輸入為低電平時(shí)；其相應(yīng)的仿真輸出代碼是1000。如下圖：11、當(dāng)I9為高電平‘其它輸入為低電平時(shí)；其相應(yīng)的輸出代碼是1001。如下圖：12、當(dāng)I1~I9輸入全都為高電平時(shí)；其相應(yīng)的仿真輸出的代碼是1111.其圖形如下。由上一系列圖可清楚的看出，仿真輸出的二-十進(jìn)制碼分別為0000，0001，0010，0011，0100，0101，0110，0111，1000，1001.從而實(shí)現(xiàn)編碼的功能。第五章課程設(shè)計(jì)總結(jié)《MATLAB語言》剛開始上課時(shí)，還在迷茫這門課程是用來做什么的。不過，這些感受都是在對(duì)這門課程不了解的情況下產(chǎn)生的。后來慢慢的接觸多了，聽老師講的多了，了解多了，漸漸的產(chǎn)生了興趣。上機(jī)操作程序，經(jīng)過編譯，調(diào)試和運(yùn)行后，出現(xiàn)界面，當(dāng)時(shí)覺得很好奇，想真正的學(xué)好這門課程。通過半個(gè)學(xué)期的學(xué)習(xí)，我掌握了基本知識(shí)。一、程序編輯總結(jié)我所做的課程設(shè)計(jì)是8421BCD碼器電路仿真，在這次的課程設(shè)計(jì)中，我學(xué)到了很多東西：

1.鞏固和加深了對(duì)MATLAB的理解，提高綜合運(yùn)用本課程所學(xué)知識(shí)的能力。進(jìn)一步對(duì)word文檔的編輯、學(xué)習(xí)和應(yīng)用，加強(qiáng)了對(duì)文檔的排版和編輯的應(yīng)用技術(shù)，文章的篇幅處理得到了一個(gè)很好的學(xué)過程。

2.培養(yǎng)了我選用參考書，查閱手冊及文獻(xiàn)資料的能力。培養(yǎng)獨(dú)立思考，深入研究，分析問題、解決問題的能力。

3.夠按要求編寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告書，能正確闡述設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，正確繪制系統(tǒng)和程序框圖。

4.通過課程設(shè)計(jì)，培養(yǎng)了我嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)，逐步建立正確的生產(chǎn)觀念、經(jīng)濟(jì)觀念和全局觀念。課程設(shè)計(jì)是把我們所學(xué)的理論知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)的總結(jié)并應(yīng)用于實(shí)踐的良好機(jī)會(huì)，有利于加強(qiáng)我們用知識(shí)理論來分析實(shí)際問題的能力，進(jìn)而加強(qiáng)了我們對(duì)知識(shí)認(rèn)識(shí)的實(shí)踐度，鞏固了我們的理論知識(shí)，深化了對(duì)知識(shí)的認(rèn)識(shí)，并為走向社會(huì)打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。

在這次課程設(shè)計(jì)中我遇到許多問題和麻煩，得到了老師、同學(xué)的幫助和指導(dǎo)，才能夠使得這次課程設(shè)計(jì)順利的進(jìn)行下去，另外，在程序調(diào)試過程中，也得到很多同學(xué)的幫助，給我及時(shí)指出錯(cuò)誤，提出許多寶貴意見。在此對(duì)老師和同學(xué)們表示感謝！二、課程設(shè)計(jì)心得經(jīng)過了一周的MATLAB設(shè)計(jì)課程，使我能夠如期地完成老師布置的課題，同時(shí)通過此次數(shù)字電路仿真實(shí)習(xí)動(dòng)手操作，使我解決了計(jì)算機(jī)是如何產(chǎn)生繪制圖片和處理矩陣數(shù)據(jù)的。原來再計(jì)算機(jī)中有了MATLAB，它能夠根據(jù)需要提供的相應(yīng)的軟件，進(jìn)行