Описание среды моделирования Simulink

В качестве логических элементов базисов И, ИЛИ, НЕ; И–НЕ; ИЛИ–НЕ при компьютерном моделировании цифровых устройств используется блок логических операций Logical Operation математической библиотеки Math пакета Simulink. Параметрами блока является тип (выбирается из списка) и число входов. С помощью этого блока могут быть заданы следующие логические операции:

AND – логическое умножение (операция И);

OR – логическое сложение (операция ИЛИ);

NAND – операция И–НЕ;

NOR – операция ИЛИ–НЕ;

XOR – операция сложения по модулю 2 (исключающее ИЛИ);

NOT – операция логического отрицания (НЕ).

Модель цифрового устройства, заданного таблицей истинности 1.1 и описываемого уравнением  (рис. 1.2) приведена на рис. 1.10. Входные данные введены с помощью блоков Constant библиотеки Sources, а значения логической функции  отображены блоком Display библиотеки Sinks.

Рис. 1.10. Модель комбинационного устройства, заданного таблицей истинности 1.4

Порядок выполнения работы

1.4.1. Для приведенных ниже полностью определенных функций запишите таблицу истинности и СДНФ, минимизируйте с помощью карты Карно, реализуйте в базисе И, ИЛИ, НЕ и проверьте правильность функционирования полученного устройства путем моделирования в пакете Simulink.

1) ;

2) ;

3) ;

4) ;

5) ;

6) ;

7) ;

8) .

1.4.2. Для приведенных ниже не полностью определенных функций запишите таблицу истинности и СКНФ, минимизируйте с помощью карты Карно, реализуйте в базисе ИЛИ–НЕ и проверьте правильность функционирования полученного устройства путем моделирования в пакете Simulink.

Таблица 1.8

Варианты заданий не полностью определенных функций

№	Принимают значения «1» на наборах	Принимают значения «0» на наборах
1	0, 5, 24, 29	3, 7, 8, 13, 16, 21
2	9, 12, 17, 20	1, 4, 13, 22
3	15, 19, 23, 31	0, 11, 22, 27
4	0, 3, 4, 7	5, 10, 22
5	3, 10, 15	7, 9, 11
6	13, 14, 21, 22	7, 9, 23, 28
7	6, 12, 15, 30	3, 14, 19, 31
8	11, 14, 26, 31	3, 12, 23, 27

1.4.3. Спроектируйте в базисе И­–НЕ следующие преобразователи кодов:

1) 2421→8421;

2) 7421→код с изб. 3;

3) 8421→код 3а+2;

4) код 2 из 5→8421;

5) 7421→8421;

6) 2421→код 2 из 5;

7) код с изб. 3→2421;

8) код 3а+2→код с изб. 3.

Двоичное кодирование десятичных чисел приведено в таблице 1.9.

Таблица 1.9

Двоичное кодирование десятичных чисел

Десятичная цифра	Двоичное кодирование десятичной цифры
	код 8421	код 2421	код 2 из 5	код с изб. 3	Код 3а+2	Код 7421
0	0000	0000	11000	0011	00010	0000
1	0001	0001	01100	0100	00101	0001
2	0010	0010	00110	0101	01000	0010
3	0011	0011	00011	0110	01011	0011
4	0100	0100	10001	0111	01110	0100
5	0101	1011	10100	1000	10001	0101
6	0110	1100	01010	1001	10100	0110
7	0111	1101	00101	1010	10111	1000
8	1000	1110	10010	1011	11010	1001
9	1001	1111	01001	1100	11101	1010

1.4.4. Постройте схему сравнения двухразрядных двоичных чисел  и , принимающую значение 1 в следующих случаях:

1) ; 2) ; 3) ; 4) ; 5) ; 6) .

1.4.5. Спроектируйте мажоритарный элемент на 5 входов.

1.4.6. Смоделируйте в Simulink схему мультиплексора с 8 информационными входами, описываемого логическим уравнением

       (1.30)  

и на основе этого мультиплексора составьте схемы, реализующие следующие функции:

1) ;

2) ;

3) ;

4) ;

5) ;

6) ;

7) ;

8) .

Требования к отчету

Отчет по работе должен содержать:

1.5.1. Цель работы;

1.5.2. Таблицы истинности;

1.5.3. Логические выражения для реализуемых функций;

1.5.4. Карты Карно;

1.5.5. Компьютерные модели логических схем устройства;

1.5.6. Выводы.

1.6. Контрольные вопросы

1.6.1. Каким образом могут быть представлены логические функции?

1.6.2. Приведите карты Карно для двух, трех, четырех и пяти переменных и объясните, как с их помощью можно минимизировать переключательные функции.

1.6.3. Как осуществляется минимизация не полностью определенных функций?

1.6.4. Какие комбинационные устройства вы знаете? Дайте их краткую характеристику.

1.6.5. Каким образом можно реализовать на мультиплексоре логическую функцию?

1.6.6. Как производится перевод логических функций из базиса И–ИЛИ–НЕ в базис И–НЕ, ИЛИ­–НЕ?

2. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2 «ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЦИФРОВЫХ УСТРОЙСТВ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТНОГО ТИПА»

Цель работы

Целью работы является ознакомления студентов с принципами функционирования последовательностных устройств, а также изучение методов анализа и синтеза синхронных счетчиков с различными коэффициентами счета.

Теоретическая часть

Последовательностными называются устройства, выходной сигнал которых определяется не только набором переменных, действующих на входах в данный момент времени, но и внутренним состоянием устройства, а последнее зависит от того, какие наборы переменных действовали на входах во все предыдущие моменты времени в процессе работы устройства. Поэтому можно говорить, что последовательностные устройства обладают памятью (они хранят сведения о прошлом работы устройства).

Основными типами последовательностных функциональных узлов, являются триггеры, регистры, счетчики, генераторы кодов [1, 2, 3, 7, 8, 9]:

– триггером называется устройство, способное формировать два устойчивых значения выходного сигнала и скачкообразно изменять эти значения под действием внешнего управляющего сигнала.

– регистром называется функциональный узел, выполняющий хранение операндов и сдвиг их на определенное количество разрядов.

– счетчиком называется узел, на выходах которого образуется число, соответствующее количеству поступивших на вход импульсов.

– генератором кодов (числовых последовательностей) называется узел, дающий на выходах заданную последовательность кодов (двоичных чисел).

⇐ Предыдущая123456789Следующая ⇒

Поделиться: