课程设计--数字电路表决电路报告书

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1、 - 1 - 1 设计题目的理论分析 设计一个三人表决逻辑电路，要求: 三人 A、B、C 各控制一个按键，按下为“1”，不 按为“0”。 多数 （2） 按下为通过。 通过时 L1， 不通过 L0。 用与非门实现。 使用 Simulink 进行简单的仿真。 这个题目是是对一个简单的数字电路的设计。可以用基本的逻辑门电路按照逻辑表达 式进行搭建，完成需要的功能。 组合逻辑电路的设计一般可按以下步骤进行： （1）逻辑抽象。将文字描述的逻辑命令转化成真值表的逻辑抽象。首先要分析逻辑 命题，确定输入、输出变量；然后用二值逻辑的 0、1 两种状态分别对输入。输出变量进 行逻辑赋值，即确定 0、1 的具体含

2、义；最后根据输出与输入之间的逻辑关系列出真值表。 （2） 选择器件类型。 根据命题的要求和器件的功能及其资源情况决定采用哪种器件。 （3）根据真值表和选用的逻辑器件的类型，写出相应的逻辑函数表达式。当采用 SSI 集成门设计时，为了获得最简单的设计结果，应将逻辑函数表达式化简，并变换成为与门 电路相对应的简单式。 （4）根据逻辑函数表达式及选用的逻辑器件画出逻辑电路图。 （5）使用仿真软件进行仿真检测，确认其逻辑功能的正确性。 对于本课题来说， 可以将每人表决的意见用 0、 1 表示， 不妨设该人同意某项议题为 1， 反对某项议题为 0。同时，也可将最后的表决结果用 0、1 表示，不妨设该议题

3、被表决通过 为 1，没通过为 0。这样我们便可根据表决的规定（两人以上同意才能通过）来列出表决 结果 L 与每个人表决意见 A、B、C 的真值表，如下图所示： - 2 - 表 1 表决结果的真值表 A B C L 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 根据所列真值表，画出卡诺图： 图 1：表决结果的卡诺图 根据卡诺图和设计要求（使用与非门）写出逻辑函数表达式： ABACBCABACBCL (1) 得到表达式后，从表达式中看出，输入的表决信号经过三个两输入与非门和一个三输 入与非门得到输出信号。 根据表达式

4、分析电路构成后，使用 Altium Designer 软件绘制该表决电路的电路原理 图，如下图所示： BC A 00 01 11 10 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 - 3 - 图 2 表决电路原理图 - 4 - 2 Simulink 仿真 2.1 Simulink 介绍 Simulink 是基于 MATLAB 的框图设计环境，可以用来对各种动态系统进行建模、分析和 仿真，它的建模范围广泛，可以针对任何能够用数学来描述的系统进行建模。 2.2 仿真操作 （1）打开 MATLAB 操作软件，点击工具栏中的 Simulink 图标进入 Simulink 的操作环境。 （2） 弹出Simu

5、linkLibraryBrowser的窗口后， 点击标题栏下方的 file按钮， 选择新建 model， 弹出仿真绘图区，如下图所示。 图 3 仿真操作图（1） （3） 在Simulink文件库窗口左边的文件库中选择SimulinkLogic and Bit Operations选项， 然后在右边的元件选择区选择 Logical Operator 图标，将其拖动至仿真绘图区。本电路共需 要 4 个门电路，所以重复上述操作 3 次，使仿真绘图区有 4 个门电路元件。 - 5 - 图 4 仿真操作图（2） （4）在 Simulink 文件库窗口左边的文件库中选择 SimulinkSignal Ro

6、uting选项，在右边 的元件选择区选择 Manual Switch图标，将其拖动至仿真绘图区。本电路共需要 3 个单刀 双掷开关，所以重复上述操作 2 次，使仿真绘图区有 3 个单刀双掷开关。 图 5 仿真操作图（3） （5）在 Simulink 文件库窗口左边的文件库中选择 SimulinkSources 选项，在右边的元件 选择区分别选择 constant 和 ground 两个图标，分别将其拖至仿真绘图区。 - 6 - 图 6 仿真操作图（4） （6）在 Simulink 文件库窗口左边的文件库中选择 SimulinkSinks 选项，在右边的元件选 择 Display图标，将其拖动至仿真绘图区。本电路共需要 4 个逻辑电平显示器，所以重复 上述操作 3 次，使仿真绘图区有 4 个逻辑电平显示器。 图 6 仿真操作图（5） （7）在仿真绘图区双击 Logical Operator 图标，在弹出的对话框中修改属性，本电路需要 与非门，所以将 Operator 设置为 NAND，然后将输入脚数改为 2，再点 apply和 OK。重复 两次上述操作， 使