[实用新型]一种可编程的忆阻器仿真器

说明书

本实用新型涉及一种可编程的忆阻器仿真器，属于忆阻器技术领域。包括模数转换器、微控制器、数模转换器、PC端；模数转换器，用于将输入的电压模拟信号进行模数转换并将电压数字信号通过串行通信传输至微控制器；PC端，用于将某个忆阻器模型的电压与电流关系数据通过串行通信传输至微控制器；微控制器，用于存储某个忆阻器模型的电压与电流关系数据，将电压数字信号根据电压与电流关系数据对应的电流数字信号通过串行通信传输至数模转换器；通过异步串口通信与PC端连接并发送修改数据的指令至PC端；数模转换器，用于将输入的电流数字信号进行数模转换成电流模拟信号输出。具有快速准确地模拟出特定忆阻器的行为，灵活性大大提高。

技术领域

本实用新型涉及一种可编程的忆阻器仿真器，属于忆阻器技术领域。

背景技术

在1971年，美国加州大学伯克利分校蔡少棠教授在研究非线性电路理论过程中发现，基本电路变量之间的两两关系中，缺少了磁通量与电荷的直接关系。从电路变量关系的对称性和完备性角度出发，蔡少棠推导了这一缺失的关系，定义了“第四种”基本无源电路元件，并将其命名为忆阻器。忆阻器是一种有记忆功能的非线性电阻，其通过控制电流的变化可改变阻值，如果把高阻值定义为“1”，低阻值定义为“0”，则这种电阻就可以实现存储数据的功能。实际上，它就是一个有记忆功能的非线性电阻器。

2008年，惠普实验室制造出了能够实现忆阻器特性的实际芯片。近来，也有不少其它的产品实现了这样的效果。然而，这些芯片的参数是固定的。如果要修改忆阻器的参数，就需要重新制作。在计算机科学中，一个查找表是一个存储数据的数组。利用查表这一简单快速的数组索引操作，可以取代耗时并且消耗大量资源的实时计算，因为从存储器中检索值通常比高成本的运算操作更快。查找表可以预先计算并存储在静态程序存储器中，计算(或“预取”)作为程序初始化阶段的一部分，甚至存储在特定于应用程序的平台中的硬件中。利用查找表可以高效地完成对忆阻器行为的模拟。目前，虽然已经有忆阻器实物被制造出来，但想要制作出具有任意特性的忆阻器并不容易。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决现有的忆阻器的参数是固定的，如需要修改忆阻器的参数，需要重新制作的问题提出了一种可编程的忆阻器仿真器。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术解决方案：

一种可编程的忆阻器仿真器，包括模数转换器、微控制器、数模转换器、PC端；所述模数转换器，用于将输入的电压模拟信号进行模数转换并将电压数字信号通过串行通信传输至微控制器；所述PC端，用于将某个忆阻器模型的电压与电流关系数据通过串行通信传输至微控制器；所述微控制器，用于存储某个忆阻器模型的电压与电流关系数据，将电压数字信号根据电压与电流关系数据对应的电流数字信号通过串行通信传输至数模转换器；通过异步串口通信与PC端连接并发送修改数据的指令至PC端；所述数模转换器，用于将输入的电流数字信号进行数模转换成电流模拟信号输出。

进一步作为本实用新型的优选技术方案，所述微控制器包括RAM；所RAM包括存储于内部的查找表；所述某个忆阻器模型的电压与电流关系数据存储于查找表。

进一步作为本实用新型的优选技术方案，所述微控制器采用STM32F103ZET6单片机。

进一步作为本实用新型的优选技术方案，所述模数转换器与STM32F103ZET6单片机的高级外设总线APB2连接。

进一步作为本实用新型的优选技术方案，所述数模转换器与STM32F103ZET6单片机的高级外设总线APB1连接。

进一步作为本实用新型的优选技术方案，所述PC端通过USART2串口与STM32F103ZET6单片机相连。