《精通LabVIEW程序设计》一书的课件--第10章-LabVIEW在数字电子中的应用.pptVIP

《精通LabVIEW 程序设计》一书随书课件 清华大学 张桐 2008.12 第 10章 LabVIEW在数字电子中的应用 10.1 概述 10.2 组合逻辑电路的仿真 10.3 时序逻辑电路的仿真 12.4 信号频域分析 12.5 信号变换 内容提要 本章将从基本的门电路、触发器等基本单元的实现讲起，到较复杂的组合电路与时序电路的仿真和设计，并结合应用背景较强的实例讲解LabVIEW在数字电子中的应用。 通过本章的学习，应能够熟悉使用LabVIEW编写程序对数字电子电路进行仿真和设计的方法，并结合自己的实验需求或应用需求，编写出逻辑清楚、功能正确的仿真程序来。 10.1 概述 数字电子是电子信息类技术的专业基础，主要包括门级电路、组合电路、时序电路等内容，这是一门实践性较强的技术，需要结合数字逻辑电路的仿真和设计等相关实验进行学习。 LabVIEW基于图形化的框图程序与数字电路逻辑图非常相像，形象生动，便于理解和掌握，能够让用户的主要精力集中于对电路逻辑的设计和仿真上，因此非常适用于数字电子电路的入门级学习和实验。 在LabVIEW中编写数字电子电路的仿真程序，主要靠布尔类型的数据和相关操作函数实现。 10.2 组合逻辑电路的仿真 使用LabVIEW对一些常用的组合逻辑电路进行仿真的方法作介绍，并介绍较复杂组合逻辑电路的综合应用。 3位二进制普通编码器实现实例。 具体步骤如下： 步骤1、 新建“3位二进制普通编码器.vi”，在前面板上新建两个以布尔型控件为元素的簇，其中一个簇为输入控件，含有I0~I7共8个变量，用来表示各个输入变量，另一个簇为显示控件，含有Y0~Y2共3个变量，用来表示各个输出变量。 步骤2、 在框图中添加复合运算函数，并将运算功能指定为逻辑或，再按照前面推导出的特性方程进行连线，就可编写出能够正确表达这些逻辑关系的VI。 10.2.2 译码器 使用LabVIEW实现3位二进制译码器，具体步骤如下： 步骤1：新建“3位二进制译码器.vi”，与例10-1类似，在前面板上新建两个以布尔型控件为元素的簇，分别用来表示各个输入和输出变量，这两个簇同时也是VI的输入和输出参数。 步骤2：在框图中添加复合运算函数，并将运算功能指定为逻辑或，再按照前面推导出的特性方程进行连线，就可编写出能够正确表达这些逻辑关系的VI。 10.2.3 数据选择器 使用LabVIEW实现4选1数据选择器，具体步骤如下： 步骤1：新建“4选1数据选择器.vi”，在前面板上新建两个以布尔型控件为元素的簇，分别用来表示地址输入变量A0~A1和数据输入变量D0~D3，另外再添加一个布尔型输入控件作为“控制端S”，以及一个布尔型显示控件作为“输出Y”。 步骤2：在框图中添加复合运算函数，再按照前面推导出的逻辑表达式进行连线，最终输出结果送给变量Y。 10.2.4 加法器 使用LabVIEW实现1位半加器，具体步骤如下： 步骤1：新建“1位半加器.vi”，在前面板上新建两个布尔型输入控件分别作为“输入A”和“输入B”，以及两个布尔型显示控件作为“输出结果S”和“输出高位进位CO”。 步骤2：在框图中添加一个异或门和一个与门逻辑函数，再根据前面推导的逻辑表达式进行适当的连线就可以实现1位半加器程序。 步骤3：将“1位半加器.vi”封装为子VI。 10.2.5 综合应用实例（双功能表决器实例） 应用背景：设计一个组合逻辑电路，含有3个输入变量A、B、C，1个控制变量M和1个输出变量Y，满足如下两种类型的表决器功能。 当控制变量M=0时，电路具有“意见一致”功能，即A、B、C输入一致时输出1，否则输出为0； 当控制变量M=1时，电路具有“多数表决”功能，即A、B、C输入中占多数的状态为输出值。 基本思路：使用现成的8选1数据选择器实现四变量逻辑函数是相当方便的。 具体步骤： 步骤1：对电路功能进行逻辑抽象后，写出四变量逻辑表达式。 步骤2：对照8选1数据选择器的输出与输入逻辑关系式，应该将输入端A2、A1、A0分别连接至A、B、C，数据端D3、D5、D6连接至M，D0连接至M的反，D1、D2、D4连接至常量0，D7连接至常量1，就可构造出所需的四变量逻辑表达式。 步骤3：新建名为“双功能表决器.vi”的空白VI，并添加“8选1数据选择器.vi”为子VI，添加各个输入变量与输出变量，并连接至恰当的参数端。 10.3 时序逻辑电路的仿真 10.3.2 时钟脉冲 在LabVIEW中编写程序来仿真时钟脉冲信号，具体步骤如下： 1、新建“时钟脉冲仿真过程.vi”，在前面板上添加时钟频率、占空比等数值控件和XY图。 2、在框图中添加While循环结构，并为循环结构添加一个移位寄存器，该寄存器存储的