实验五编码、译码、显示电路
译码器与编码器的设计与仿真实验报告
译码器与编码器的设计与仿真实验报告实验五译码器与编码器的设计与仿真班级：通信工程三班学号：20210820314 姓名：龙凤婷一、实验内容：1. 参照芯片74LS138的电路结构，用逻辑图和VHDL语言设计3_8译码器；2. 参照芯片74LS138的电路结构，用逻辑图和VHDL语言设计8_3优先编码器；二、电路功能介绍： 1． 74138：3_8译码器用途：用一组二进制代码来产生各种独立的输出信号，这种输出信号可以用来执行不同的工作。
显示器中的像素点受到译码器的输出控制。
译码信号输出端低电平有效。
2． 74148：8_3优先编码器用途：将各种输入信号转换成一组二进制代码，使得计算机可以识别这一信号的作用。
键盘里就有大家天天打交道的编码器，当我们敲击按键时，被敲击的案件被键盘里的编码器编码成计算机能够识别的ASCII码。
信号输入端：低电平有效使能输入端：低有效编码输出端：低电平有效使能输出端：低有效组选输出端：低有效三、实验过程及实验结果： 1． 74138：3_8译码器逻辑电路图：代码输入端：A、B、C 使能输入端：G1、G2A、G2B译码信号输出端：Y0、Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7仿真波形图：VHDL语言程序：2． 74148：8_3优先编码器逻辑电路图：信号输入端：IN0、IN1、IN2、IN3、IN4、IN5、IN6、IN7 使能输入端：Enable_in编码输出端：A0_out、A1_out、A2_out 使能输出端：Enable_out 选组输出端：Group_Select_out仿真波形图：VHDL语言程序：四、实验心得：这次数字设计的实验内容是译码器与编码器的设计与仿真，分别用逻辑电路图和VHDL 语言编写程序运行，用仿真波形图来验证其正确性。
译码器与编码器的功能恰好相反。
编码器是将二进制代码转换成输出信号，译码器是将输入信号转换成一组二进制代码。
通过这次上机实验，我对编码器及译码器有了更深一步的了解，对他们的设计实现过程有了一定的了解。
译码显示电路实验报告
一、实验目的1. 熟悉译码显示电路的基本原理和组成；2. 掌握译码器和显示器的功能及使用方法；3. 通过实验，验证译码显示电路的工作性能；4. 培养动手实践能力和团队协作精神。
二、实验原理译码显示电路是一种将数字信号转换为可直观显示的图形或字符的电路。
它主要由译码器和显示器两部分组成。
译码器将输入的数字信号转换为对应的控制信号，显示器则根据这些控制信号显示相应的图形或字符。
1. 译码器：译码器是一种多输入、多输出的组合逻辑电路，其作用是将输入的二进制代码转换为输出的一组控制信号。
常见的译码器有二进制译码器、十进制译码器等。
2. 显示器：显示器用于显示译码器输出的控制信号。
常见的显示器有七段显示器、液晶显示器等。
本实验采用七段显示器，它由七个独立的段组成，通过控制每个段的亮与灭，可以显示0-9的数字以及其他符号。
三、实验仪器与器材1. 实验箱；2. 译码器（例如：74LS47）；3. 显示器（例如：七段显示器）；4. 连接线；5. 示波器（可选）；6. 电源。
四、实验步骤1. 熟悉实验箱和实验器材，了解译码器和显示器的功能及使用方法。
2. 按照实验原理图连接译码器和显示器，确保连接正确无误。
3. 在译码器输入端输入二进制代码，观察显示器是否按照预期显示相应的数字或符号。
4. 调整译码器的输入代码，验证译码器的工作性能。
5. （可选）使用示波器观察译码器和显示器的信号波形，进一步分析电路工作原理。
6. 记录实验数据，撰写实验报告。
五、实验结果与分析1. 当译码器输入端输入二进制代码时，显示器按照预期显示相应的数字或符号。
2. 调整译码器的输入代码，显示器能够正确显示相应的数字或符号。
3. 通过实验，验证了译码显示电路的基本原理和组成，掌握了译码器和显示器的功能及使用方法。
4. 在实验过程中，注意观察译码器和显示器的信号波形，有助于理解电路工作原理。
六、实验总结1. 本实验成功实现了译码显示电路的基本功能，验证了译码器和显示器的工作性能。
实验五-7段数码显示译码器设计
实验五7段数码显示译码器设计实验报告一、实验要求1、GW48实验箱2、写出7段数码显示译码器程序3、总结实验步骤和实验结果二、实验内容1、说明例中各语句的含义，以及该例的整体功能。
在max+plus2或quartus2上对以下该例进行编辑、编译、综合、适配仿真，给出其所有信号的时序仿真波形。
module zdw(in,out);output [6:0]out;input [3:0]in;reg[6:0]out;always@(in)begincase(in)4'd0: out=7'b1111110;4'd1: out=7'b0110000;4'd2: out=7'b1101101;4'd3: out=7'b1111001;4'd4: out=7'b0110011;4'd5: out=7'b1011011;4'd6: out=7'b1011111;4'd7: out=7'b1110000;4'd8: out=7'b1111111;4'd9: out=7'b1111011;4'd10: out=7'b1110111;4'd11: out=7'b0011111;4'd12: out=7'b1001110;4'd13: out=7'b0111101;4'd14: out=7'b1001111;4'd15: out=7'b1000111;default: out=7'bx;endcaseendendmodule2、引脚锁定以及硬件下载测试。
建议选实验电路模式6，用数码8显示译码输出（PIO46—PIO40）。
键8，键7，键6，键5四位控制输入，硬件验证译码器的工作性能。
实验五 CMI编译码原理及CMI码光纤传输系统
实验五CMI编译码原理及CMI码光纤传输系统学号：XXX 姓名：XXX一、实验目的1.了解线路码型的用途2.掌握 CMI 编译码的方法二、实验内容1.CMI 码的光纤传输三、实验仪器1.光纤实验系统 1 台2.光纤跳线 1 根3.示波器1台四、实验原理1.线路码型数字光纤通信与数字电缆通信一样，在其传输信道中，通常不直接传送终端机（例如 PCM 终端机）输出的数字信号，而需要经过码型变换，使之变换成为适合于传输信道传输的码型,称之为线路码型. 在数字电缆通信中, 电缆中传输的线路码型通常为三电平的三阶高密度双极性码 , 即 HDB3 码，它是一种传号以正负极性交替发送的码型。
在数字光纤通信中由于光源不可能发射负的光脉冲，因而不能采用 HDB3 码，只能采用0 1 二电平码。
但简单的二电平码的直流基线会随着信息流中0 1 的不同的组合情况而随机起伏，而直流基线的起伏对接收端判决不利，因此需要进行线路编码以适应光纤线路传输的要求。
线路编码还有另外两个作用：其一是消除随机数字码流中的长连0 和长连 1 码，以便于接收端时钟的提取。
其二是按一定规则进行编码后，也便于在运行中进行误码监测，以及在中继器上进行误码遥测。
2.CMI 码CMI（Coded Mark Inversion）码是典型的字母型平衡码之一。
CMI 在 ITU-T G.703 建议中被规定为 139 264 kbit/s（PDH 的四次群）和 155 520 kbit/s（SDH 的 STM-1）的物理/电气接口的码型。
其变换规则如下表所示：CMI 由于结构均匀，传输性能好，可以用游动数字和的方法监测误码，因此误码监测性能好。
由于它是一种电接口码型，因此有不少139 264 kbit/s 的光纤数字传输系统采用CMI 码作为光线路码型。
除了上述优点外，它不需要重新变换，就可以直接用四次群复接设备送来的CMI 码的电信号去调制光源器件，在接收端把再生还原的CMI 码的电信号直接送给四次群复用设备，而无须电接口和线路码型变换/反变换电路。
实验五 译码器和数据选择器的使用
实验五：译码器和数据选择器的使用1．实验目的1) 熟悉数据分配器和译码器的工作原理与逻辑功能。
2) 掌握数据分配器和译码器的使用2．理论准备1) 具有译码功能的逻辑电路称为译码器。
译码即编码的逆过程，将具有特定意义的二进制码进行辨别，并转换成控制信号。
按用途来分，译码器大体上有以下3类：（1）变量译码器；（2）码制变换译码器；（3）显示译码器。
2) 数据选择器又称多路开关，它是以“与或非”门或以“与或”门为主体的组合电路。
它在选择控制信号的作用下，能从多个输入数据中选择某一个数据作为输出。
常见的数据选择器有以下5种：（4）4位2通道选1数据选择器；（5）4通道选1数据选择器；（6）无“使能”端双4通道选1数据选择器；（7）具有“使能”端的互补输出地单8选1数据选择器。
3．实验内容1) 3线-8线译码器(74138)的功能测试2) 用3-8译码器设计一位全减器3) 用双4选1数据选择器(74153)设计一位全减器提示说明：①用译码器设计组合逻辑电路设计原理；②利用译码器产生输入变量的所有最小项，再利用输出端附加门实现最小项之和；③双4选1数据选择器：在控制信号的作用下，从多通道数据输入端中选择某一通道的数据输出Y=[D0(A1’A0’)+D1(A1’A0)+D2(A1A0’)+D3(A1A0)].S。
4．设计过程1）用3-8译码器设计一位全减器。
（1）分析设计要求，列出真值表。
如表一。
表一3-8译码器设计一位全减器真值表（2）根据真值表，写出逻辑函数表达式。
Y0’=(C’B’A’)’ Y4’=(CB’A’)’Y1’=(C’B’A)’ Y5’=(CB’A)’Y2’=(C’BA’)’ Y6’=(CBA’)’Y3’=(C’BA)’Y7’=(CBA)’表二3-8译码器设计一位全减器逻辑抽象真值表（4）根据真值表得到逻辑表达式。
r=a’b’c+a’bc’+ab’c’+abcs=a’b’c+a’bc’+a’bc+abc（5）根据38线译码器的逻辑表达式和4式所得结果进行分析，最后确定实现电路。
实验五 计数、译码和显示综合实验
四、实验仪器与器材
1.仪器：数字实验台、三用表
2.器材：74LS20（二-4输入与非门）、74LS04（反相器）、7447译码驱动器2 片和七段数码管2片等。
五、实验原理
1. 4位同步二进制加法计数器74LS161的逻辑功能的验证。
74LS161的逻辑电路图见教材P282图6.3.13, 引脚图和逻辑符号如下图（a）、（b）所示。
•保持功能测试：RD’=1.LD’=1，EP=0、ET=1或EP=1.ET=0 然后加时钟或不加时钟，以及 改变D0~D3的输入数据，看其输出变化情况，并将结果填入自制的功能表中。
•计数功能测试：RD’=1.LD’=1.EP=1.ET=1，并加入时钟信号，即用手CLK脉动开关，看 其输出变化情况，并将结果填入自制的功能表中。
161(1)
DCBA
QB QCAr’
S1 S0
1
1 CP
图5－3－13 “12翻1”小时计数、译码和显示电路
3、用与非门和74LS161设计一个60进制计数器。
要求写出60进制计数器地详细设计过程，逻辑图在60进制计数器的基础上加进译码显示电 路，并通过实验验证。
三、实验报告要求
1、根据各题的题意，列出相应功能表或真值表，对于功能验证的部分要写出测试条件和 测试步骤；对于设计部分，要写出详细地设计过程。
2、将各测试结果填入自画的表格中。 3、写出实验总结，主要是电路调试及故障排除方面的经验和教训。
数电实验 编码与译码显示电路
实验二：编码与译码显示电路
一：实验目的
1.掌握中规模集成编码器及译码器的逻辑功能测试方法。
2.掌握编码器译码器的使用方法，
3.熟悉仿真工具的使用。
二：实验设备与器件
直流稳压电源，数字多用表，数字电路实验箱，三位二进制优先编码器，七段译码器，二输入与非门，双四输入与非门，六反相器。
四：实验内容
1.测试电路：
通信工程2014117308 周童桐
2.多位显示电路，要求具有灭零功能。
3.依据题目设计电路并仿真。
题目：若将八路服务信号按轻重缓急安排优先级别后，作为医院病房的八个呼叫信号，在护士值班室放置数码管显示电路，这样，当病号按下呼叫按钮发出呼叫信号时，护士值班室显示相应呼叫号码，并产生提示声音，在护士的按下处理按钮后，电路又回到等待呼叫状态，等待新的呼叫，设计上述控制电路及声音提醒电路并测试结果并用报警电路报警。
真值表：
K0 Y2 Y1 Y0 A3 A2 A1 A0 I0 K1 1 1 1 0 0 0 1 I1 K2 1 1 0 0 0 1 0 I2 K3 1 0 1 0 0 1 1 I3 K4 1 0 0 0 1 0 0 I4 K5 0 1 1 0 1 0 1 I5 K6 0 1 0 0 1 1 0 I6 K7 0 0 1 0 1 1 1 I7 K8 0 0 0 1 0 0 0 依据真值表列式并计算
化简后得：
A0=Y0
A1=Y0Y1’+Y0’Y1
A2=Y0’Y1’Y2+Y0Y1’Y2’+Y1Y2’
A3=Y0’Y1’Y2’
依据化简后，设计电路。
依据电路图进行仿真：
应用74LS148编码部分：
优先显示电路部分：蜂鸣器电路：
全部电路：。
实验五 PCM编译码
实验五 PCM编译码一、实验目的1. 掌握PCM编译码原理。
2. 掌握PCM基带信号的形成过程及分接过程。
3. 掌握语音信号PCM编译码系统的动态范围和频率特性的定义及测量方法。
二、实验内容1. 用示波器观察两路音频信号的编码结果，观察PCM基群信号。
2. 改变音频信号的幅度，观察和测试译码器输出信号的信噪比变化情况。
3. 改变音频信号的频率，观察和测试译码器输出信号幅度变化情况。
三、基本原理1. 点到点PCM多路电话通信原理脉冲编码调制(PCM)技术与增量调制(ΔM)技术已经在数字通信系统中得到广泛应用。
当信道噪声比较小时一般用PCM，否则一般用ΔM。
目前速率在155MB以下的准同步数字系列(PDH)中，国际上存在A解和μ律两种PCM编译码标准系列，在155MB以上的同步数字系列(SDH)中，将这两个系列统一起来，在同一个等级上两个系列的码速率相同。
而ΔM在国际上无统一标准，但它在通信环境比较恶劣时显示了巨大的优越性。
点到点PCM多路电话通信原理可用图5-1表示。
对于基带通信系统，广义信道包括传输媒质、收滤波器、发滤波器等。
对于频带系统，广义信道包括传输媒质、调制器、解调器、发滤波器、收滤波器等。
图5-1 点到点PCM多路电话通信原理框图本实验模块可以传输两路话音信号。
采用TP3057编译器，它包括了图5-1中的收、发低通滤波器及PCM编译码器。
编码器输入信号可以是本实验模块内部产生的正弦信号，也可以是外部信号源的正弦信号或电话信号。
本实验模块中不含电话机和混合电路，广义信道是理想的，即将复接器输出的PCM信号直接送给分接器。
2. PCM编译码模块原理本模块的原理方框图图5-2所示，模块内部使用+5V和-5V电压，其中-5V电压由-12V 电源经7905变换得到。
图5-2 PCM编译码原理方框图该模块上有以下测试点和输入点：∙ BS PCM基群时钟信号(位同步信号)测试点∙ SL0 PCM基群第0个时隙同步信号∙ SLA 信号A的抽样信号及时隙同步信号测试点∙ SLB 信号B的抽样信号及时隙同步信号测试点∙ SRB 信号B译码输出信号测试点∙ STA 输入到编码器A的信号测试点∙ SRA 信号A译码输出信号测试点∙ STB 输入到编码器B的信号测试点∙ PCM PCM基群信号测试点∙ PCM-A 信号A编码结果测试点∙ PCM-B 信号B编码结果测试点∙ STA-IN 外部音频信号A输入点∙ STB-IN 外部音频信号B输入点本模块上有三个开关K5、K6和K8，K5、K6用来选择两个编码器的输入信号，开关手柄处于左边(STA-IN、STB-IN)时选择外部信号、处于右边(STA-S、STB-S)时选择模块内部音频正弦信号。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
实验五 编码、译码、显示电路
一、实验目的
1. 学习编码器原理及基本电路。
2. 熟悉七段译码器的逻辑功能和使用。
3. 掌握七段显示器的使用方法。
4. 进一步学习组合电路的应用。
二、实验用元器件
编码器74LS148×2 全加器74LS283×1 显示译码器4511×2 四2输入与非门74LS00×2
编码、译码、显示电路是由编码、译码器和显示器三部分电路组成的逻辑电路。
下面分别加以介绍。
1. 编码器
实验中选用被广泛使用的74LS148集成8-3优先编码器。
常用于优先中断系统、键盘编码等，引脚图如图2－1。
共有9个输入引脚，一个使能端和8个编码输入，均为低电平有效，即输入“0”表示有输入，0～7输入的优先级
由低到高排列，优先级高的
输入有效时，优先级低的输入不起作用。
输出为反码，如输入0号端有效时，如输出原码为“000”，实际输出“111”。
功能见表2－1。
可以将多片编码器扩展成更多二进制码，通过高位使能输出去控制低位编码器的使能输入，实现芯片之间的优先级，再将输出作相应处理，CS 是工作状态标志，如图2－2所示。
图2－1 74LS148的引脚图
表2－1 74LS148优先编码器的功能表
图2－2 优先编码器的扩展
2.全加器
实验中建议使用74LS283全加器，它将A0A1A2A3和B0B1B2B3相加，和由S0S1S2S3输出，C－1为进位输入，Co为进位输出。
引脚图见图2－3。
图 2－3 74LS283全加器引脚图 图2－4 4511译码器 3. 译码器
这里所说的译码器是将二进制码译
成十进制数字符的器件。
实验中选用的CD4511是一个BCD 码七段译码器，并兼有驱动功能，内部没有限流电阻，与数码管相连接时，需要在每段输出接上限流电阻，引脚排列见图2－4。
表2—2是CD4511功能表，
CD4511只能对0～9的数字译码，超出范围将无显示。
表3－2 CD4511功能表
4. LED 数码显示器
数码显示器采用八段发光二极管显示器，它可直接显示出译码器输出的十进制数。
七段发光显示器有共阴接法和共阳接法两种：共阴接法就是把发光二极管的阴极都接在一个公共点 (接地)，其引脚排列和内部原理如图2－5（a ）所示， 配套的译码器为CD4511，
74LS48等；共阳公共点接法相反，它是把发光二极管的阳极接在一起(接Vcc)，配套的译码器为74LS46，74LS47等，其引脚排列和内部原理如图2－5(b) 所示。
图2－5 LED数码显示器
三、预习和设计要求
1.学习基本编码器、译玛器、显示器及加法器的基本功能。
2.熟悉实验中用到的集成块的工作原理和使用方法。
3.分别设计8输入、１０输入、１６输入的编码、译码、显示电路原理图。
4.分析3种电路的相同和不同处，如何在实验中通过改动和增加部分接线，可以由简
到繁实现不同电路，考虑多个功能相对独立的电路组成一个复杂电路时，如何逐步接线并验证，如果遇到问题，如何将出问题的范围缩小或分离，以方便排除故障。
四、实验内容
1.测试译码显示电路，按图2－6接线控制端和数据输入接电平开关。
LE＝0，LT＝1，BI＝1时在输入数据0000~1001，观测数码管显示的字型。
如输入数据超出范围，会有什么现象？
分别测试三个控制端的作用，一次只让一个
控制端的输入有效。
思考如何测试才能体现译码器的锁定功能。
2. 测试优先编码器：输入的8个开关通过74LS148优
先编码器编码成二进制码，经过非门转化成原码，再经过显示译码，由数码管显示，要求没有开关接低电平时无显示。
3. 将第2题的输入开关改为10个，需要两片74LS148
构成16－4编码器，但显示仍只需1个，设计电路图，通过实验验证。
4. 将第2题的输入开关改为16，需要两片74LS148构成
16－4编码器，同时显示输出需要两位，用2位十进制数显示。
输入开关编号小于10时，个位显示数字与编码输出一致，十位显示0；当你拨下大于9的开关后，编码器输出需要转化为2位十进制码，低位7段显示器显示个位数字，十位显示1。
若同时拨下几个按键，优先级别的顺序是15到0。
提示：编码器的输出大于9时，显示电路的十位数显示1，而个位数的显示值为编码器
的输出值加6。
Y=A3•A2＋A3•A1＝1 时 A3A2A1A0的值大于9。
五、实验报告内容
1. 实验目的。
2. 实验步骤，画出实验电路图，简述原理。
3. 用自己的体会描述实验结果，说明如何体现输入优先级。
4. 分析对复杂电路图如何逐步接线验证，遇到问题如何查找和排除。
图 2－6 译码显示电路。