1、1 电子信息系统仿真与设计课程设计报告- 1 -利用 simulink 实现 8 线 3 线编码器的设计仿真1 问题描述（8 线 3 线编码的设计的数学建模）在数字电路中，编码器、译码器的应用极为广泛。所谓编码，就是在选定的一系列二值代码中赋予每个代码以固定的含义，执行编码功能的电路统称为编码器。实现 8 线 3 线编码器，它的功能是对输入端的 8 个信号进行编码，输出三位二进制数。要求输入信号每次只有一个事 0，其余 7 个是 1。其中 0 值是待编码信号。我们将用MATLAB 的 simulink 软件包实现这种常用的数字组合逻辑电路，并进行仿真。2. 系统模型及建模分析根据前面介绍的 8
2、 线 3 线编码器的功能，可列出下面得真值表：有了真值表之后，就可以写出输入输出间的逻辑函数式如下：在写出逻辑表达式之后，我们就可以用与非门来实现这个表达式。3. 仿真实现；在进行仿真时，将在 8 个输入端依次加一个低电平，然后用 3 个示波器观察 3 个输出波形。用 simulink 实现这个数学电路系统一共分三个步骤：第一步：添加模块，在 MATLAB 中运行 simulink，打开模块浏览器，然后新建一个模型。接下来把本次仿真需要的模块添加到模型中。这里共需要三种模块：与非门 4 个，离散信刘芳 20078001219- 2 -号脉冲源 8 个，示波器 3 个。与非门位于 simulin
3、k 模块库中的 logocal operater,离散信号源脉冲位于 simulinksourcespulse generator，示波器位于 simulinksinksscope。将这三种模块到拖到一个模型中。点击与非门模块的名称，即写着 Logical Operator 的区域，将名称改为 Y0，接着点击选中与非门模块不要松开鼠标，按住 Ctrl 键拖动这个模块到另一个位置，就会复制一个新的Y1 模块。用同样的方法得到 Y2，类似地将离散信号脉冲源模块名字改为 J0，同样得到J0，J1J7 。最后将示波器复制三个。这样一来就将所有模块添加到模型中了。第二步：修改模块参数首先双击 Y0，打开
4、属性对话框，将操作（ Operator）修改为“NAND” ，输入节点数改为 4，然后点击 OK 确定。Y1，Y2 也做同样修改。然后，通过双击示波器模块 Scope，得到一个图形界面，在其工具栏上单击打印图标右边的 Parameters 图标，打开示波器属性设置对话框，将坐标轴改为 3，同样地，将示波器Scope1,Scope2 的坐标轴数改为 4。最后修改脉冲源的属性。双击离散脉冲源 J0，将看到关于它的属性对话框，可以从对话框中看到 5 个参数设置，分别为：Amolititude：方波信号的幅度；Period：方波信号的周期；Pulse width: 脉冲宽度；Sample Time：采
5、样时间长度，以秒为单位。针对这个例子中的要求，我们需要 J0 到 J7 依次为低电平，所以将 J0 到 J7 的周期调整为8，脉冲宽度设为 7，相位延迟为-7 到 0，幅度和采样时间用默认值。这样在零时刻，J0 为低电平，其余输入为高电平；过一个采样时间，J1 变为低电平。这样下去，到第七个采样时间，J7 变为低电平。从而实现了设计要求。第三步：联系及仿真现在将各模块之间的连线上。根据输入输出的逻辑表达式，将 J1、J3、J5、J7 接到 Y0的输入，将 J2、J3、J6 、J7 接到 Y1 的输入，将 J4、J5、J6、J7 接到 Y2 的输入。然后用示波器 Scope 监测 Y2、Y1、
6、Y0 的输出，Scope1 用来监视 J0 到 J3 这 4 个波形，Scope2 用来监视 J4 到 J7 这 4 个波形。这样我们就完成了连线、在最后进行仿真之前，先保存结果到自己的工作目录里。仿真结束后，可以从示波器 Scope1，Scope2 上看到编码器的 8 个输入端的波形，在示3 电子信息系统仿真与设计课程设计报告- 3 -波器 Scope 中看到编码器输出波形。4. 实验过程中遇到的问题；在初建立 simulink 模型时，我找不到 simulink 模块浏览器与题相匹配的仿真模块，开始以为是机房 MATLAB 版本太低，准备要放弃这个课题。后来通过对相似模块的研究发现，原题中
7、需要的 Discrete Pulse Generator 可以通过 Pulse Generator 改变 time 为 Sample *就可以实现。在设置离散脉冲源信号的时候，没有依次将 Phase dalay(相位延迟)设置为-70，只是随便设定了一个数字，后来波形出现混乱，无法出现预期效果。通过对 8 线 3线编码器的研究和其逻辑功能的实现，我明白了其中的不妥，从而做出了改正。由于对Simulink 开始的不熟悉，造成了在连线过程中出现很多阻挠，比如，改变输入输出端口数目的操作，改变输入输出端口方向的操作，设定示波器时间的操作，这样使我开始在连线时，将整个仿真图连得很乱，没有清晰地方向，不
8、能一目了然，通过同学的帮助，和对相关书籍的学习，我基本掌握了 Simulink 中的基本操作。在建模过程中，开始也是毫无头绪，虽然有了课题，但是还是无从下手，但是通过研究，结果并没有我想象中那么复杂，只是利用最基本的仿真模块就可以达到预期效果，这让我对 Simulink 这门技术产生了好感。5. 仿真结果分析 8 线 3 线编码器仿真后，当输入 J0 到 J7 依次以 1 为单位的相移变化时，示波器的波形跟着变化，如果 J0 为低电平，则 Y0.Y1.Y2 的输出波形为低电平，表示 0 的二进制数，J4 为低电平时，则 Y0 为低电平， Y1，Y2 为高电平，表示 4 的二进制数，从而实现了编码的功能。6. 总结刘芳 20078001219- 4 -通过对具体模型的建立和利用 Simulink 的仿真实现，我体会到了实践的重要性，通常一个模型的建立在开始的时候都是看似很难的，其实，在仔细研究过后，才发现只要认真分析其中的每个细节都能个个攻破，最后达到预想结果，当然，我的这个模型只是具体实际应用中的一个小环节，没有用到太多高功能的技术，但是，我想只要对实际问题认真分析，就能建立一个有利于各种现实问题的解决。通过对 Simulink 的学习，我对这门技术产生了兴趣，它能帮助我们更好的解决更多在现实中不可实现的仿真。
