MATLAB系统级仿真分析作业

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1、MATLAB系统级仿真分析作业一题目：设计一个能同时产生两组代码的信号发生器，这两组代码分别是：F1=110101和F2010110。二设计思想：序列信号发生器的设计一般有两种结构形式：一种是反馈移位型，另一种是计数型。这里采用后一种结构形式，这是由于计数器的状态设置和输出序列没有直接的关系，因此，这种结构对于输出序列的更改比较方便，而且还能同时产生多组序列码。题目要求由两组输出码，用此种结构设计较前一种简洁。下面是计数型序列信号发生器的框图。如图1所示，它是由计数器和组合反馈网络组成，从组合反馈网络某一输出端可以得到周期性的序列码。其设计按以下步骤进行： （1）根据给定序列信号的循环长度M，

2、设计模M计数器，状态可以自定（该设计中M6，则设计模6的计数器。）（2）按计数器的状态转移关系和序列码的要求设计组合输出网络。（首先用设计一个具有自动校正的模6扭环型计数器，该计数器可以用移位寄存器实现，考虑到避免设计移位寄存器和用逻辑门电路设计逻辑组合输出，采用74LS194（双向4位带数据输入端的移位寄存器）来实现模6扭环计数器，用74LS138（38译码器）和与非门来实现输出组合逻辑部分。 计数器的状态转移关系如图2所示。输出序列的卡诺图如图3和图4所示。 000100110001011111101010 Q1Q2Q00001111001101110 图3 F1Q1Q2Q00001111

3、000001110 图4 F2系统的MATLAB分析与仿真：根据设计思想，对系统进行建模和仿真，首先建立74LS138和74LS194的模型，然后依据上面的设计结果建立系统模型并且仿真和验证结果。具体步骤如下：1 子系统系统的建模与仿真（1）74LS138子系统的建模与仿真由上面的分析和设计结果，74LS138是系统实现组合逻辑输出网络主体部分，在MATLAB建模和仿真中，把74LS138做为子系统进行建模与仿真，最后进行封装做为一个通用模块在系统中使用。这样降低系统建模与仿真的复杂程度。下面在MATLAB中进行74LS138的建模与仿真。下面的表格是74LS138真值表。Inputs| Ou

4、tputsEnable|Select |E1E2*|A2A1A0 | Z0N Z1N Z2N Z3N Z4N Z5N Z6NZ7NXH|XXX|HHHHHHHHLX|XXX|HHHHHHHHHL|LLL|LHHHHHHHHL|LLH|HLHHHHHHHL|LHL|HHLHHHHHHL|LHH|HHHLHHHHHL|HLL|HHHHLHHHHL|HLH|HHHHHLHHHL|HHL|HHHHHHLHHL|HHH|HHHHHHHLl E2 = E2N + E3N A在MATLAB建立74LS138的模型，建模使用的模块来自simulink节点下Logic and Bit Operations 中

5、Logic Operator;Sources中Constant,Pulse Generator;Sinks中Scope。下面是建模的结果，如图5所示。 图5 74LS138电路模型B设置Scope,Pulse Generator,Constant参数，满足 74LS138真值表的输入要求。设置结果如下图6，图7，图8，图9，图10所示：图6图7图8图9图10C进行仿真和验证结果。仿真结果如图11所示，与真值表的逻辑相符合。 图11D创建子系统和封装为通用模块 74LS138子系统仿真结果与真值表吻合后，在Edit中选择Creat Subsystem创建74LS138子系统，然后对其进行封装并且

6、对封装参数设置。具体的过程如下列图12所示：图12创建后的子系统，下面对子系统进行封装。在Edit中选择Mask Subsystem,封装子系统，设置封装参数，如图13。图13封装好的模块复制到新建的库文件中，保存新建的库文件，在后面系统建模时，就可以直接把74LS138当作通用模块使用。（2）74LS194建模与仿真该模块的建模与仿真和74LS138的建模与仿真大致类似。不同的时，由于该模块中所用到的逻辑门模块较多，同时有些的逻辑门的组合块在子系统中重复使用率比较高，对此，把这些逻辑门的组合块也做成子系统封装成模块供建模和仿真中使用。下面是实现的结果：A 复合门的建模如图14，图15。图14

7、图15B 74LS194建模与仿真利用上一步创建的复合门和D触发器进行74LS194的建模，如图16所示。图16仿真结果和验证：下面是74LS194的功能表Inputs| Outputs|Mode | |Serial |Parallel |CLRN| S1 S0 | CLK | SLSISRSI| AB CD |QAQBQCQDL|XX|X|XX|XXXX|LLLLH|XX|L|XX|XXXX|QAoQBoQCoQDoH|HH|XX|abcd|abcdH|LH|XH|XXXX|HQAnQBnQCnH|LH|XL|XXXX|LQAnQBnQCnH|HL|HX|XXXX|QBnQCnQDnHH|H

8、L|LX|XXXX|QBnQCnQDnLH|LL|XX|XXXX|QAoQBoQCoQDo仿真结果如图17：图17仿真结果与功能表相吻合。2 系统的建模与仿真A 系统建模完成74LS138和74LS194两个模块建模后，由设计的卡诺图得到下图18电路模型。图18B 系统仿真结果如图19 图193 结果验证由上面的仿真结果可以看出，电路模型实现了题目要求的序列码输出。MATLAB建模与仿真文件清单1my138test.mdl (74LS138子系统电路模型和仿真)2my138li.mdl (74LS138封装模块)3mycompound.mdl (复合门电路模型)4mycompoundli.md

9、l (复合门封装模块)5my194test.mdl (74LS194子系统电路模型和仿真)6my194li.mdl (74LS194封装模块)7codegenerator.mdl (系统电路模型和仿真)注：以上文件在MATLAT 7.0.4中仿真通过。MATLAB系统级仿真分析学习报告一 MATLAB系统级仿真分析概述MATLAB提供了丰富的编程语句结构和实用函数，使用MATLAB编程运算与人进行科学计算的思路和表达方式完全一致，所以学习起来极为方便。MATLAB大大降低了对使用者的数学基础和计算机语言知识的要求，而且编程效率和计算效率大为提高，还可在计算机上直接输出结果和精美图形，同时，MA

10、TLAB也提供了系统建模与仿真的组件SIMULINK，在SIMULINK平台上，可以对系统建模与仿真并且直观的显示仿真结果。通过对系统模型的参数改变，来仿真系统可能出现的情形，有助于系统的分析和设计。在SIMULINK中，可以把复杂的系统建立模型，然后，把建立的模型SIMULINK中分析和仿真，下面是在SIMULINK中对系统分析和仿真的步骤：1 创建SIMULINK模型在SIMULINK中，SIMULINK本身自带许多模块库，创建系统模型时，可以从模块库中把所需的模块复制到所要创建的系统模型中，也可以根据系统的需要，用户自定义模块。系统模型建立就是把这些模块连接起来，组成系统的模型。2 系统

11、模型分析与仿真系统的模型建立后，按照系统的要求对各个模块的参数进行设 置，仿真参数进行设置，然后，对系统进行分析与仿真，由仿真结果对系统进行分析和仿真。如果仿真结果不符合要求，通过修改系统模型和修改模块及仿真参数进行再仿真。 总之，MATLAB系统的分析与仿真是在对系统进行数学模型抽象基础上，对系统的数学模型进行分析与仿真，根据仿真的结果，揭示系统的特性和逼近系统功能过程。二 学习心得体会1MATLAT是一个具有强大功能的软件，由于这个特点，我们学习的内容也很多，为了很快能入门，需要从很基础的东西做起，这样，才能逐步深入。2MATLAB是一款世界流行的软件，其软件的帮助和参数设置结果都是用英文来表达，所以，较好的英语阅读能力是学习MATLAB的必要的条件。3在系统建模与仿真时，需要先做好系统模型的规划，这样才能高效的完成系统的建模与仿真。三 个人建议1系统的分析和仿真，应该有两方面的知识需要学习，一方面是系统特性的理论；一方面是MATLAB建模仿真的理论，这两方面在课堂的比例应该比较合适。前者应该少些，后者应该多些。2课堂上的例子比较简单和理想，能不能做一些比较复杂的例子。通过这个例子，可以对系统建模与仿真有一个系统的了解。3可以多推荐一些相关的书籍和资料。14