Matlab第六章 Simulink数字电路仿真
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第6章 Simulink动态仿真
6．2．1 创建或打开仿真结构图 1．直接从Matlab的命令窗口中单击菜单File，选择New子菜单中的 model，Matlab会自动打开一个以Untitled为标题的空白的模型编辑窗 口；或在Simulink模块库浏览器窗口下，从File菜单中选择New命令下 的model，或在Simulink模块库浏览器窗口的工具栏中选择图标 ， 同样会创建一个以Untitled为标题的空白的模型编辑窗口。 2．如果仿真结构图文件 （*.mdl）已经存在，则在 Matlab命令窗口下，直接键 入该仿真结构图文件的名称 （不包含扩展名），则可以 打开该仿真结构图文件， 也可以在Simulink模块库浏 览器窗口下利用open命令 打开它。
3． 接下来将PID控制器中的有关元件加入到编辑窗口中，这些元件 可以从“continuous” 模块函数库和“Math”模块函数库中选出。PID 控制器的各个环节中都含有一个比例模块，用户可以从“Math”模块 函数库中选出比例模块（其标注为Gain）并拖至编辑窗口中，通过双 击比例模块的图标 来得到参数修改的对话框。然后用户可以从 “continuous” 模块函数库中分别选出积分器（其标注为Integrator） 和微分器（其标注为Derivative）的图标，将他们拖到编辑窗口中， 释放鼠标左键,这时在用户的编辑窗口中就分别出现积分器功能模块图 标和微分器功能模块图标。
2．线的折弯 按住Shift键，再用鼠标在要折弯的地方单击一下，就会出现圆圈。 该圆圈表示折点，利用该折点就可以改变线的形状。
3．改变连线的粗细 用Format→Wide noscalar Lines命令来改变连线的粗细。即连线的 粗细会根据在线上传输的信号特性而变化。如果传输的数值，则为 细线；如果传输的为向量，则为粗线。
3． 接下来将PID控制器中的有关元件加入到编辑窗口中，这些元件 可以从“continuous” 模块函数库和“Math”模块函数库中选出。PID 控制器的各个环节中都含有一个比例模块，用户可以从“Math”模块 函数库中选出比例模块（其标注为Gain）并拖至编辑窗口中，通过双 击比例模块的图标 来得到参数修改的对话框。然后用户可以从 “continuous” 模块函数库中分别选出积分器（其标注为Integrator） 和微分器（其标注为Derivative）的图标，将他们拖到编辑窗口中， 释放鼠标左键,这时在用户的编辑窗口中就分别出现积分器功能模块图 标和微分器功能模块图标。
2．线的折弯 按住Shift键，再用鼠标在要折弯的地方单击一下，就会出现圆圈。 该圆圈表示折点，利用该折点就可以改变线的形状。
3．改变连线的粗细 用Format→Wide noscalar Lines命令来改变连线的粗细。即连线的 粗细会根据在线上传输的信号特性而变化。如果传输的数值，则为 细线；如果传输的为向量，则为粗线。
基于MATLABSimulink机电系统动态仿真教程第6章概要
第六章 时域分析、零极点分析 和根轨迹法
获得控制系统的瞬态响应和稳态响应 对系统的瞬态和稳态性能分析 根轨迹绘制和分析
参见书124页6.1节和249页的8.2节
6.1 系统的时域分析
时域分析法是研究系统对典型输入的时间响 应曲线，常用的输入信号有：
阶跃信号step 脉冲信号impulse 任一信号arbitrary inputs
1. step():
计算系统对单位阶跃输入的响应
y=step(num,den) step(num,den) [y,t,x]=step(num,den,t)
[y,t,x] = step(num,den,t)
y(t)=时间输出响应 x(t)=时间状态响应 the state trajectory x t=仿真时间
使用help step命令，了解函数的调用方法。
step(sys) t = 0:dt:Tfinal step(sys,t) step(sys1,sys2,...,sysN) step(sys1,sys2,...,sysN,t) step(sys1,'PlotStyle1',...,sysN,'PlotStyleN') [y,t,x] = step(sys)
x0=初始 状态
[y,t,x]=lsim(sys,u,t,x0)
y(t)=时间输出响应 x(t)=时间状态响应 sys=系统 模型 u=输入 t=计算信号 响应时间
例6-3
close t=[0:0.1:10]; num=[1]; zeta=0.4;
系统对斜坡输入的响应 G=1/(s2+2s+1)
t=计算阶跃 响应时间
获得控制系统的瞬态响应和稳态响应 对系统的瞬态和稳态性能分析 根轨迹绘制和分析
参见书124页6.1节和249页的8.2节
6.1 系统的时域分析
时域分析法是研究系统对典型输入的时间响 应曲线，常用的输入信号有：
阶跃信号step 脉冲信号impulse 任一信号arbitrary inputs
1. step():
计算系统对单位阶跃输入的响应
y=step(num,den) step(num,den) [y,t,x]=step(num,den,t)
[y,t,x] = step(num,den,t)
y(t)=时间输出响应 x(t)=时间状态响应 the state trajectory x t=仿真时间
使用help step命令，了解函数的调用方法。
step(sys) t = 0:dt:Tfinal step(sys,t) step(sys1,sys2,...,sysN) step(sys1,sys2,...,sysN,t) step(sys1,'PlotStyle1',...,sysN,'PlotStyleN') [y,t,x] = step(sys)
x0=初始 状态
[y,t,x]=lsim(sys,u,t,x0)
y(t)=时间输出响应 x(t)=时间状态响应 sys=系统 模型 u=输入 t=计算信号 响应时间
例6-3
close t=[0:0.1:10]; num=[1]; zeta=0.4;
系统对斜坡输入的响应 G=1/(s2+2s+1)
t=计算阶跃 响应时间
第六讲Simulink仿真
Simulink操作基础
点击进入Simulink
点击打开新建模型
拖拽模块加入模型
添加连线
2 系统仿真模型
2.1 Simulink的模块 Simulink的模块库提供了大量模块。单击模 块库浏览器中Simulink前面的“+”号，将看到 Simulink模块库中包含的子模块库，单击所需要 的子模块库，在右边的窗口中将看到相应的基本 模块，选择所需基本模块，可用鼠标将其拖到模 型编辑窗口。同样，在模块库浏览器左侧的 Simulink栏上单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单 中单击Open the ‘Simulink’ Libray 命令，将打开 Simulink基本模块库窗口。单击其中的子模块库 图标，打开子模块库，找到仿真所需要的基本模 块。
3.2 启动系统仿真与仿真结果分析
设置完仿真参数之后，从Simulation中选择 Start菜单项或单击模型编辑窗口中的Start Simulation命令按钮，便可启动对当前模型的仿 真。此时，Start菜单项变成不可选, 而Stop菜单项 变成可选, 以供中途停止仿真使用。从Simulation菜 单中选择Stop项停止仿真后，Start项又变成可选。 为了观察仿真结果的变化轨迹可以采用3种方法： (1) 把输出结果送给Scope模块或者XY Graph模块。 (2) 把仿真结果送到输出端口并作为返回变量，然后 使用MATLAB命令画出该变量的变化曲线。 (3) 把输出结果送到To Workspace模块，从而将结果 直接存入工作空间，然后用MATLAB命令画出该 变量的变化曲线。
连续系统 基本模块
微分环节 积分环节 状态方程 传递函数 时间延迟 可变时间延迟 可变传输延迟 零-极点模型
连续系统模块库（Continuous）
Matlab系列之Simulink仿真教程
Simulink中的所有功 能都通过模块来实现， 用户可以通过组合不 同的模块来构建复杂 的系统模型。
交互式仿真
Simulink支持交互式 仿真，用户可以在仿 真运行过程中进行实 时的分析和调试。
可扩展性
Simulink具有开放式 架构，可以与其他 MATLAB工具箱无缝 集成，从而扩展其功 能。
Simulink的应用领域
指数运算模块
用于实现信号的指数运算。
减法器
用于实现两个信号的减法 运算。
除法器
用于实现两个信号的除法 运算。
对数运算模块
用于实现信号的对数运算。
输出模块
模拟输出模块
用于将模拟信号输出 到外部设备或传感器。
数字输出模块
用于将数字信号输出 到外部设备或传感器。
频谱分析仪
用于分析信号的频谱 特性。
波形显示器
控制工程
Simulink在控制工程领域 中应用广泛，可用于设计 和分析各种控制系统。
信号处理
Simulink中的信号处理模 块可用于实现各种信号处 理算法，如滤波器设计、 频谱分析等。
通信系统
Simulink可以用于设计和 仿真通信系统，如调制解 调、信道编码等。
图像处理
Simulink中的图像处理模 块可用于实现各种图像处 理算法，如图像滤波、边 缘检测等。
用于将时域信号转换为频域信号，如傅里叶变换、 拉普拉斯变换等。
03 时域变换模块
用于将频域信号转换为时域信号，如逆傅里叶变 换、逆拉普拉斯变换等。
04
仿真过程设置
仿真时间的设置
仿真起始时间
设置仿真的起始时间，通 常为0秒。
步长模式
选择固定步长或变步长模 式，以满足不同的仿真需 求。
交互式仿真
Simulink支持交互式 仿真，用户可以在仿 真运行过程中进行实 时的分析和调试。
可扩展性
Simulink具有开放式 架构，可以与其他 MATLAB工具箱无缝 集成，从而扩展其功 能。
Simulink的应用领域
指数运算模块
用于实现信号的指数运算。
减法器
用于实现两个信号的减法 运算。
除法器
用于实现两个信号的除法 运算。
对数运算模块
用于实现信号的对数运算。
输出模块
模拟输出模块
用于将模拟信号输出 到外部设备或传感器。
数字输出模块
用于将数字信号输出 到外部设备或传感器。
频谱分析仪
用于分析信号的频谱 特性。
波形显示器
控制工程
Simulink在控制工程领域 中应用广泛，可用于设计 和分析各种控制系统。
信号处理
Simulink中的信号处理模 块可用于实现各种信号处 理算法，如滤波器设计、 频谱分析等。
通信系统
Simulink可以用于设计和 仿真通信系统，如调制解 调、信道编码等。
图像处理
Simulink中的图像处理模 块可用于实现各种图像处 理算法，如图像滤波、边 缘检测等。
用于将时域信号转换为频域信号，如傅里叶变换、 拉普拉斯变换等。
03 时域变换模块
用于将频域信号转换为时域信号，如逆傅里叶变 换、逆拉普拉斯变换等。
04
仿真过程设置
仿真时间的设置
仿真起始时间
设置仿真的起始时间，通 常为0秒。
步长模式
选择固定步长或变步长模 式，以满足不同的仿真需 求。
matlab第6章 simulink 深入学习
第—个假设，不考虑空气阻力。在这个假设 下，球在空中运行过程中的机械能量是不变的， 也就是说球在与地板撞击后的瞬时速率和下次与 地板撞击前的速率是相同的。 第二个假设．就是对球和壁板的撞击过程进 行了简化。在这里，模型假定撞击后的速度与撞 击前的速度之比始终是一个常数，在上图中是0.8。
明白了这两个假设，下面来看看用simulink建立 该模型的具体技巧。根据牛顿运动定理．不难理解 速度和加速度之间的积分关系以及位移和速度间的 积分关系。所以在模型的实现里有两个积分器—— 名称分别是position和velotcity.。对于position模块， 它的输入正是速度信号，并且由于球的初始位置是 10，所以它的初始状态是10。此外，球与地板接触 与否对位移的运算规律没有任何影响，所以Position 积分器的积分限是0到无穷大。但对于velocity积分模 块，由于小球和地板接触之后速度改向，并且使积 分的初始值变化，所以结构和常用的积分模块不太 一样，从图中可以看出，这个模块有三个输入和两 个输出。
•
当选择Limit output选项，模块有三个过零区 间： 一个检测它何时达到饱和上限；一个检测何 时达到了饱和下限；另外一个检测何时离开饱和 状态。
(4)复位状态 模块可以通过一个外部信号复位状态为指定的初 始条件。要使得模块重置它的状态，选 择External reset选项。一个触发端口显示在模块输 入端口的下方并且显示了其触发类型。
这个模型的最大的闲难就是如何确定小球与地 板接触，在simulink 里是通过过零检测来解决它的。 可以到．position 积分器的输出输入到velocity的 外部reset端口，因为该端口是下降触发的，一旦位 移从正变为负就产生了一个下降触发事件， Simulink可以通过零检测来捕获这个事件。于是一 旦检测到改下降触发，就会使velocity重新置为初 始值．而此时的初始值为当前状态值乘以-0.8，这 就和物理过程符合了。
学习使用MATLABSimulink进行系统仿真
学习使用MATLABSimulink进行系统仿真【第一章：引言】在如今数字化时代，仿真已成为系统设计与优化的重要工具。
系统仿真能够帮助工程师在产品开发的早期阶段快速验证设计，预测产品性能，并提供有关系统行为的深入洞察。
由于其易用性和广泛应用领域，MATLABSimulink成为了工程界最受欢迎的仿真工具之一。
本文将介绍如何学习使用MATLABSimulink进行系统仿真，并强调其专业性。
【第二章：MATLABSimulink概览】MATLABSimulink是一个具有图形化界面的仿真环境，可用于建模、仿真和分析各种复杂动态系统。
它使用块状图形表示系统的组成部分，并通过连接输入和输出端口模拟系统的行为。
用户可以通过简单拖拽和连接块状元件来构建仿真模型，并通过调整参数和设置仿真参数来进行模拟分析。
【第三章：基本建模技巧】在使用MATLABSimulink进行系统仿真之前，掌握基本的建模技巧至关重要。
首先，需要熟悉各种块状元件的功能和用途，例如传感器、执行器、逻辑运算器等。
其次，理解信号流和数据流的概念，以及如何在模型中正确地引导信号传递和数据流动。
最后，学习使用条件语句、循环语句等控制结构来实现特定的仿真逻辑。
【第四章：系统模型的构建】在使用MATLABSimulink进行系统仿真时，首先需要根据实际系统的需求和特点进行系统模型的构建。
这包括确定系统的输入和输出，以及分析系统的功能和性能要求。
然后，使用块状元件将系统的各个组成部分建模，并建立各个组件之间的联系和依赖关系。
在构建模型的过程中，要注意选择恰当的块状元件和参数设置，以确保模型的合理性和可靠性。
【第五章：仿真参数设置与分析】为了获得准确且可靠的仿真结果，需要合理设置仿真参数。
常见的仿真参数包括仿真时间、步长和求解器类型等。
仿真时间应根据系统的实际运行时间确定，步长要足够小以保证仿真的精度，而求解器类型则根据系统的特点选择。
完成仿真后，还需要对仿真结果进行分析，以评估系统的性能和进行优化调整。
控制系统计算机仿真(内蒙古工业大学)MATLAB基础第6章 SIMULINK仿真基础
Transfer-Fcn：线性传递函数模型
Transport Delay：输入信号延时一个固定时间再输出 Variable Transport Delay：输入信号延时一个可变时间再输出 Zero-Pole：以零极点表示的传递函数模型
2、Discontinuities （非线性模块） Backlash：死区间隙 Coulomb &Viscous Friction：库仑粘滞摩擦信号 Dead Zone：死区信号 Hit Crossing：将信号与特定的偏移值比较 Quantizer；量化器 Rate Limiter；信号上升、下降速率控制器 Relay：滞环比较器，限制输出值在某一范围内变化。 Saturation：饱和信号，让输出超过某一值时能够饱和。
第一节 SIMULINK简介 一、什么是SIMULINK
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。
所谓模型化图形输入是指SIMULINK提供了一些按功 能分类的基本的系统模块，用户只需知道这些模块的输 入输出及模块的功能，而不必考察模块内部是如何实现 的，通过对这些基本模块的调用，再将它们连接起来就 可以构成所需要的系统模型（以.mdl文件进行存取）， 进而进行仿真与分析。
三、SIMULINK的公共模块库
SIMILINK模块库按功能进行分类，包括以下子库： Continuous（连续模块） disontinuous （非线性模块） Discrete（离散模块） look up tables(查询表模块)
Math operations（数学模块）Model verification(模型检测) Model-wide Utilities（模型扩展功能模块） Ports&Systems（端口和子系统模块） Signal attributes(信号描述模块)
第5-6章simulink仿真基础知识及应用
SIMULINK提供了一个建立模型方框图的图形用户接口 SIMULINK提供了一个建立模型方框图的图形用户接口 （GUI），模型的创建只需要单击和拖动鼠标即可完成。 GUI），模型的创建只需要单击和拖动鼠标即可完成。 ），模型的创建只需要单击和拖动鼠标即可完成 SIMULINK中包含了许多实现不同功能的模块库， SIMULINK中包含了许多实现不同功能的模块库，使得在这 中包含了许多实现不同功能的模块库 种设计中，不必考虑模块的内部结构而直接实现其“ 种设计中，不必考虑模块的内部结构而直接实现其“想要 ”的功能。同时，在建立模型之后，可以直接进行一种 的功能。同时，在建立模型之后， “交互式的”仿真，通过相关菜单或命令的使用来执行 交互式的”仿真， 仿真， 仿真，得到能够按照自己的设定来进行仿真并观察对应的 结果。利用此软件，几乎可以做到不用写一行代码， 结果。利用此软件，几乎可以做到不用写一行代码，就能 完成整个动态系统的建模工作。 完成整个动态系统的建模工作。
打开模型文件
如需对一个已经存在的模型文件进行编辑、修改， 如需对一个已经存在的模型文件进行编辑、修改， 需要打开该模型文件时，方法如下： 需要打开该模型文件时，方法如下： 方法一： 命令窗口直接输入模型文件名（ 方法一：在MATLAB命令窗口直接输入模型文件名（不 命令窗口直接输入模型文件名 须加文件类型.mdl）。 须加文件类型 ）。 注意：必须在该文件保存的目录下） （注意：必须在该文件保存的目录下） 方法二：在模型库浏览器窗口或模型编辑窗口的file菜单 方法二：在模型库浏览器窗口或模型编辑窗口的 菜单 中选择open，然后选择或输入编辑模型的名字。 中选择 ，然后选择或输入编辑模型的名字。 方法三： 方法三：单击在模型浏览器窗口工具栏上的 打开命令 按钮， 打开命令按钮。 按钮，或模型编辑窗口工具栏上的 打开命令按钮。
matlab的simulink仿真建模举例
matlab的simulink仿真建模举例Matlab的Simulink仿真建模举例Simulink是Matlab的一个工具包，用于建模、仿真和分析动态系统。
它提供了一个可视化的环境，允许用户通过拖放模块来构建系统模型，并通过连接和配置这些模块来定义模型的行为。
Simulink是一种功能强大的仿真平台，可以用于解决各种不同类型的问题，从控制系统设计到数字信号处理，甚至是嵌入式系统开发。
在本文中，我们将通过一个简单的例子来介绍Simulink的基本概念和工作流程。
我们将使用Simulink来建立一个简单的电机速度控制系统，并进行仿真和分析。
第一步：打开Simulink首先，我们需要打开Matlab并进入Simulink工作环境。
在Matlab命令窗口中输入"simulink"，将会打开Simulink的拓扑编辑器界面。
第二步：创建模型在拓扑编辑器界面的左侧，你可以看到各种不同类型的模块。
我们将使用这些模块来构建我们的电机速度控制系统。
首先，我们添加一个连续模块，代表电机本身。
在模块库中选择Continuous中的Transfer Fcn，拖动到编辑器界面中。
接下来，我们添加一个用于控制电机速度的控制器模块。
在模块库中选择Discrete中的Transfer Fcn，拖动到编辑器界面中。
然后，我们需要添加一个用于输入参考速度的信号源模块。
在模块库中选择Sources中的Step，拖动到编辑器界面中。
最后，我们添加一个用于显示模拟结果的作用模块。
在模块库中选择Sinks 中的To Workspace，拖动到编辑器界面中。
第三步：连接模块现在，我们需要将这些模块连接起来以定义模型的行为。
首先，将Step模块的输出端口与Transfer Fcn模块的输入端口相连。
然后，将Transfer Fcn模块的输出端口与Transfer Fcn模块的输入端口相连。
接下来，将Transfer Fcn模块的输出端口与To Workspace模块的输入端口相连。
simulink电路仿真
simulink电路仿真
4. 模型图的优化 ①模块的翻转：在format命令中选flip block项，对 选中的模块翻转，选rotate block项对选中的模块旋 转90度。 ②信号线分叉：按住键，用鼠标左键点击需要分叉的 连线接点，拖动鼠标，连接到目的端点。 ③模型图的标注：模块的标注，双击模块原有的标注， 直接修改。连线的标注，双击需要标注的连线，在文 本框内进行标注。模型图的标注，在需要标注的任意 位置，双击鼠标左键，在出现的文本框内进行标注。 标注的位置和内容可以调整、隐藏（format|hide name format|show name）和翻转(format|flip name)。
simulink电路仿真
（3）示波器的参数设置 单击 图标将弹出“示波器参数设置
（‘Sope’Parameters）”对话框
simulink电路仿真
simulink电路仿真
“General”选项卡中各个选项的含义如下： ①“Number of axes ”文本框：用于设置轴的个数， 可以用于实现对多个输入信号的显示。 ②“Time range ”文本框：用于设置X 轴（即时间轴） 的显示范围。 ③“Sampling ”下拉列表：当在该下拉列表选择 “Decimation”选项时可设置显示频度，如其设为n， 则每隔n-1 个数据点都给予显示。如果选“Sample time”可设置显示点采样时间，如果为0表示显示连续 信号，-1表示显示方式取决于输入信号，任何大于零 的数据表示显示离散信号的时间间隔。 ④ “Floating scope”复选框：若选中该复选框，则 表示示波器以游离方式工作。
simulink电路仿真
3. 仿真控制设置 Solver页 simulation—configuration…--solver
4. 模型图的优化 ①模块的翻转：在format命令中选flip block项，对 选中的模块翻转，选rotate block项对选中的模块旋 转90度。 ②信号线分叉：按住键，用鼠标左键点击需要分叉的 连线接点，拖动鼠标，连接到目的端点。 ③模型图的标注：模块的标注，双击模块原有的标注， 直接修改。连线的标注，双击需要标注的连线，在文 本框内进行标注。模型图的标注，在需要标注的任意 位置，双击鼠标左键，在出现的文本框内进行标注。 标注的位置和内容可以调整、隐藏（format|hide name format|show name）和翻转(format|flip name)。
simulink电路仿真
（3）示波器的参数设置 单击 图标将弹出“示波器参数设置
（‘Sope’Parameters）”对话框
simulink电路仿真
simulink电路仿真
“General”选项卡中各个选项的含义如下： ①“Number of axes ”文本框：用于设置轴的个数， 可以用于实现对多个输入信号的显示。 ②“Time range ”文本框：用于设置X 轴（即时间轴） 的显示范围。 ③“Sampling ”下拉列表：当在该下拉列表选择 “Decimation”选项时可设置显示频度，如其设为n， 则每隔n-1 个数据点都给予显示。如果选“Sample time”可设置显示点采样时间，如果为0表示显示连续 信号，-1表示显示方式取决于输入信号，任何大于零 的数据表示显示离散信号的时间间隔。 ④ “Floating scope”复选框：若选中该复选框，则 表示示波器以游离方式工作。
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3. 仿真控制设置 Solver页 simulation—configuration…--solver
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武汉大学物理科学与技术学院微电子系 常胜
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3、输出显示常用模块 Scope（示波器）模块
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6.1.2 组合逻辑电路仿真实例
e.g. 〔例6-2〕构建8-3编、译码器模型 P116 编码器：传统的电路构建方法 ex6_2_1 步骤： 1、真值表 2、卡诺图 3、逻辑式 4、与或式电路图 5、仿真模型
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2、信号输入常用模块： Pulse Generator（脉冲序列发生器）模块 位于
Simulink节点下的Source库中，根据要求可以产生占 空比不同的脉冲序列。选择“Sample Based”方式。 Period（number of samples）文本框： 设定脉冲周 期 Pulse width（number of sample）文本框： 设定高 电平时间。 Phase delay（number of sample）文本框： 设定脉 冲的相位延迟，即设定高电平起始点在整个脉冲周期中 的位置。
Y = ( A + B)(B + C)(C + A)
Z1=X+Y Z2=XY
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习题： 采用触发器（D or J-K）构建10分频器， 完成对输入时钟10分频的功能。 要求：1、思路 2、逻辑表达式 3、模型图和输出波型 4、分析和总结
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RS触发器由Mux模块、Demax模块、Logic模块和 Memory模块组成。Mux模块和Demux模块完成信号 的输入和输出，Memory模块位于Discrete模块库中， 其功能为存储此刻输入值，并在下一时刻将其输出。
Combinational Logic模块位于Math Operations模 块库（MATLAB6.5）或Logic and Bit Operations 模块库（MATLAB7.0）中，其功能相当于一个真值表， 来完成组合逻辑的功能，不同类别的触发器逻辑功能上 的区别就可在其上显现。真值表以序列矩阵的形式表示， 每两个值为一组，其间以；隔开。例如，RS触发器的真 值表为[0 1;1 0;0 1;0 1;1 0;1 0;0 0;0 0]
第六章 Simulink数字电路仿真
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从功能结构上将，数字电路可以分为组合逻辑电路和时序 逻辑电路两种，我们的Simulink数字电路仿真也分这两部 分讲授。
§６.1 组合逻辑电路的仿真
6.1.1 组合逻辑电路仿真常用模块 1、构建组合逻辑电路本体常用模块： Logical Operator（逻辑操作）模块
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6.2.3 计数器仿真
计数器是数字电路设计中常见的一种结构，其组成方式 也有很多，下面介绍一种简单的计数器的建模。
同步计数器仿真 ex6_7 P142 使用J-K触发器构建8421十进制同步加法计数器
Enable Port模块位于Simulink节点下的 Ports&Subsystems模块库中，其作用是为子系统添 加使能端。Enable Port模块的States when enabling参数可选held或reset。选中held则使能时保 持子系统当前状态，选中reset则使能时重置子系统状 态。
Qn+1 = J Qn + KQn
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3、D Flip-Flop（D触发器）模块 实现逻辑功能 Q n+1 = D n
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D触发器内部机构简单，这得益于D触发器逻辑功能简 单。D触发器拥有Trigger和命名为C的Enable Port两 个模块，是一个触发使能子系统。
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D触发器的示例 ex6_5
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4、D latch模块 实现逻辑功能 Q n+1 = D n 与D Flip-Flop模块相比内部少了Trigger模块，即没有
钟控端，属于锁存器。 D Flip-Flop是一个使能子系统 在一般的时序电路设计中通常应避免其的出现。
位于Simulink节点下的Math Operations模块库 （MATLAB6.5）或Logic and Bit Operations模块库 （MATLAB7.0）中，用于实现基本的逻辑门单元。根据 具体需要，其可例化为与门、与非门、或门、或非门、异 或门、反相器。
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真值表中填入对应位置的输出值
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e.g. 函数Y=AB+BC+CA的实现 ex6_1
注意将仿真参数中Optimization中的Implement logic signals as boolean data(V.S. double)去掉， 避免数据类型的不匹配。
6.2.1 触发器模块 MATLAB的Simulink中有专门的触发器模块，它们都
位于Simulink Extras节点下的Flip Flop模块库中。 1、S-R Flip-Flop（RS触发器）模块 实现逻辑功能 （S• R！=1 约束条件） 可设置值为Q的初态
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译码器：使用combinational logic模块 ex6_2_2
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6.2.2 移位寄存器仿真
移位寄存器是一种寄存器相互串联的连接方式，触发器 中的信息可以移动一位和多位。除第一级外，其他各级 的控制输入皆为前级的输出所有触发器公用一个时钟。 移位寄存器通常是作为数据的通道使用，因此通常选用 D触发器作为其中的寄存器。
构建四位移位寄存器模型 ex6_6 P137 四位移位寄存器由标准D触发器级联组成
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§6.2 时序逻辑电路的仿真
时序逻辑电路与组合逻辑电路相比的最大区别是此刻的 输出不仅与此刻的输入有关，还和以前的状态有关。因 此，在硬件结构上需引入触发器这一能起到“记忆”作 用的元件。
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P119〔例6-3〕构建4-16译码器并完成子系统的封装 一、3-8译码器电路模型的构建
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二、3-8译码器子系统的封装 (详细过程见P119)
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三、4-16译码器系统的搭建
Qn+1 = S + RQn S ⋅ R ≠ 1
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RS触发器的示例 ex6_4
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2、J-K Flip-Flop（JK触发器）模块 实现逻辑功能 可设置值为Q的初态
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JK触发器的内部结构和RS触发器相似，其真值表为 [01;01;10;10;10;01;10;01]。此外，其拥有Trigger 模块，是一个触发子系统。
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8421码子系统
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加法计数器系统
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习题： 使用Combinatoinal Logic模块完成对 以下函数功能的建模和仿真：
X = AB + BC + AC
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Combinatonial Logic（组合逻辑）模块 位于Simulink节点下的Math Operations模块库 （MATLAB6.5）或Logic and Bit Operations模块库 （MATLAB7.0）中，用于实现逻辑表达式的运算。 采用真值表的方式来描述组合逻辑表达式。 真值表的具体描述方式见其Block Parameters中的help 对于组合逻辑的多个输入端，combinationial logic模块 需要和Mux模块组合使用。
Trigger模块位于Simulink节点下的 Ports&Subsystems模块库中，专门用于对所在子系 统的功能进行触发。其触发方式有rising（上升沿触 发）、falling（下降沿触发）、either（上升下降沿 均触发）和fuction-call（函数触发）模式，此JK触 发器属于falling触发模式。
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3、输出显示常用模块 Scope（示波器）模块
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6.1.2 组合逻辑电路仿真实例
e.g. 〔例6-2〕构建8-3编、译码器模型 P116 编码器：传统的电路构建方法 ex6_2_1 步骤： 1、真值表 2、卡诺图 3、逻辑式 4、与或式电路图 5、仿真模型
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2、信号输入常用模块： Pulse Generator（脉冲序列发生器）模块 位于
Simulink节点下的Source库中，根据要求可以产生占 空比不同的脉冲序列。选择“Sample Based”方式。 Period（number of samples）文本框： 设定脉冲周 期 Pulse width（number of sample）文本框： 设定高 电平时间。 Phase delay（number of sample）文本框： 设定脉 冲的相位延迟，即设定高电平起始点在整个脉冲周期中 的位置。
Y = ( A + B)(B + C)(C + A)
Z1=X+Y Z2=XY
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习题： 采用触发器（D or J-K）构建10分频器， 完成对输入时钟10分频的功能。 要求：1、思路 2、逻辑表达式 3、模型图和输出波型 4、分析和总结
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RS触发器由Mux模块、Demax模块、Logic模块和 Memory模块组成。Mux模块和Demux模块完成信号 的输入和输出，Memory模块位于Discrete模块库中， 其功能为存储此刻输入值，并在下一时刻将其输出。
Combinational Logic模块位于Math Operations模 块库（MATLAB6.5）或Logic and Bit Operations 模块库（MATLAB7.0）中，其功能相当于一个真值表， 来完成组合逻辑的功能，不同类别的触发器逻辑功能上 的区别就可在其上显现。真值表以序列矩阵的形式表示， 每两个值为一组，其间以；隔开。例如，RS触发器的真 值表为[0 1;1 0;0 1;0 1;1 0;1 0;0 0;0 0]
第六章 Simulink数字电路仿真
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从功能结构上将，数字电路可以分为组合逻辑电路和时序 逻辑电路两种，我们的Simulink数字电路仿真也分这两部 分讲授。
§６.1 组合逻辑电路的仿真
6.1.1 组合逻辑电路仿真常用模块 1、构建组合逻辑电路本体常用模块： Logical Operator（逻辑操作）模块
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6.2.3 计数器仿真
计数器是数字电路设计中常见的一种结构，其组成方式 也有很多，下面介绍一种简单的计数器的建模。
同步计数器仿真 ex6_7 P142 使用J-K触发器构建8421十进制同步加法计数器
Enable Port模块位于Simulink节点下的 Ports&Subsystems模块库中，其作用是为子系统添 加使能端。Enable Port模块的States when enabling参数可选held或reset。选中held则使能时保 持子系统当前状态，选中reset则使能时重置子系统状 态。
Qn+1 = J Qn + KQn
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3、D Flip-Flop（D触发器）模块 实现逻辑功能 Q n+1 = D n
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D触发器内部机构简单，这得益于D触发器逻辑功能简 单。D触发器拥有Trigger和命名为C的Enable Port两 个模块，是一个触发使能子系统。
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D触发器的示例 ex6_5
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4、D latch模块 实现逻辑功能 Q n+1 = D n 与D Flip-Flop模块相比内部少了Trigger模块，即没有
钟控端，属于锁存器。 D Flip-Flop是一个使能子系统 在一般的时序电路设计中通常应避免其的出现。
位于Simulink节点下的Math Operations模块库 （MATLAB6.5）或Logic and Bit Operations模块库 （MATLAB7.0）中，用于实现基本的逻辑门单元。根据 具体需要，其可例化为与门、与非门、或门、或非门、异 或门、反相器。
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真值表中填入对应位置的输出值
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e.g. 函数Y=AB+BC+CA的实现 ex6_1
注意将仿真参数中Optimization中的Implement logic signals as boolean data(V.S. double)去掉， 避免数据类型的不匹配。
6.2.1 触发器模块 MATLAB的Simulink中有专门的触发器模块，它们都
位于Simulink Extras节点下的Flip Flop模块库中。 1、S-R Flip-Flop（RS触发器）模块 实现逻辑功能 （S• R！=1 约束条件） 可设置值为Q的初态
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译码器：使用combinational logic模块 ex6_2_2
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6.2.2 移位寄存器仿真
移位寄存器是一种寄存器相互串联的连接方式，触发器 中的信息可以移动一位和多位。除第一级外，其他各级 的控制输入皆为前级的输出所有触发器公用一个时钟。 移位寄存器通常是作为数据的通道使用，因此通常选用 D触发器作为其中的寄存器。
构建四位移位寄存器模型 ex6_6 P137 四位移位寄存器由标准D触发器级联组成
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§6.2 时序逻辑电路的仿真
时序逻辑电路与组合逻辑电路相比的最大区别是此刻的 输出不仅与此刻的输入有关，还和以前的状态有关。因 此，在硬件结构上需引入触发器这一能起到“记忆”作 用的元件。
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P119〔例6-3〕构建4-16译码器并完成子系统的封装 一、3-8译码器电路模型的构建
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二、3-8译码器子系统的封装 (详细过程见P119)
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三、4-16译码器系统的搭建
Qn+1 = S + RQn S ⋅ R ≠ 1
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RS触发器的示例 ex6_4
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2、J-K Flip-Flop（JK触发器）模块 实现逻辑功能 可设置值为Q的初态
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JK触发器的内部结构和RS触发器相似，其真值表为 [01;01;10;10;10;01;10;01]。此外，其拥有Trigger 模块，是一个触发子系统。
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加法计数器系统
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习题： 使用Combinatoinal Logic模块完成对 以下函数功能的建模和仿真：
X = AB + BC + AC
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Combinatonial Logic（组合逻辑）模块 位于Simulink节点下的Math Operations模块库 （MATLAB6.5）或Logic and Bit Operations模块库 （MATLAB7.0）中，用于实现逻辑表达式的运算。 采用真值表的方式来描述组合逻辑表达式。 真值表的具体描述方式见其Block Parameters中的help 对于组合逻辑的多个输入端，combinationial logic模块 需要和Mux模块组合使用。
Trigger模块位于Simulink节点下的 Ports&Subsystems模块库中，专门用于对所在子系 统的功能进行触发。其触发方式有rising（上升沿触 发）、falling（下降沿触发）、either（上升下降沿 均触发）和fuction-call（函数触发）模式，此JK触 发器属于falling触发模式。