通信原理课程设计报告以及CPLD汉明码编译

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通信原理实验一实验报告 CPLD 可编程数字信号发生器实训

通信原理实验一实验报告 CPLD 可编程数字信号发生器实训
U101EPM7128
11脚
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68脚
12脚
3.CPLD可编程模块电路
图1CPLD可编程模块电路图
三、
1.打开电源总开关,电源指示灯亮,系统开始工作;
2.用示波器测出下面所列各测量点波形,并对每一测量点的波形加以分析;
(2)CPLD可编程模块组成:ALTERA公司的EPM7128(或Xilinx公司的XC95108)、编程下载接口电路(J101)和一块晶振(OSC1)。
(3)晶振:产生系统内的16.384MHz主时钟。
2.各种信号的功用及波形
(1)CPLD型号为EPM7128由计算机编好程序从J101下载写入芯片,OSC1为晶体,频率为16.384MHz,经8分频得到2.048MHz主时钟。
(2)取样时钟、编码时钟、同步时钟、时序信号还将被接到需要的单元电路中。
(3)PN32kHz、PN2kHz伪随机码的码型均为111100010011010,不同的是码元宽度不一样,PN2kHz的码元宽度T=1/2K=0.5ms,PN32kHz的码元宽度T=0.03125ms。
面板测量点与EPM7128各引脚信号对应关系如下:

图21CPLD可编程ຫໍສະໝຸດ 字信号发生器模块512Hz的时钟信号。(图3上)
(4)TP104
256KHz的时钟信号。(图3下)。
图3
(5)TP105
128KHz的时钟信号,作FSK调制模块中产生载波信号。(图4上)
(6)TP106
64KHz的时钟信号,作为FSK调制模块中产生载波信号。(图4下)

通信原理课程设计报告

通信原理课程设计报告

通信原理课程设计报告一、引言通信原理课程设计报告旨在总结和分析本次通信原理课程设计的过程和结果。

本报告将详细介绍课程设计的背景、目标、方法和结果,并对所得结果进行评估和讨论。

二、背景通信原理是电子信息类专业中的重要课程之一,旨在培养学生对通信原理的理论和实践应用能力。

本次课程设计以通信原理为基础,通过设计和实现一个通信系统,提高学生对通信原理的理解和应用能力。

三、目标本次课程设计的目标是设计和实现一个基于频分复用(FDM)技术的数字通信系统。

具体目标包括:1. 理解和掌握FDM技术的原理和应用;2. 设计和实现一个完整的通信系统,包括发送端、传输信道和接收端;3. 评估和分析通信系统的性能指标,如误码率、信噪比等。

四、方法本次课程设计采用以下步骤和方法:1. 确定通信系统的需求和参数,包括信号频率范围、带宽要求等;2. 设计发送端,包括信号源、调制器和功率放大器等模块;3. 设计传输信道,模拟真实通信环境,包括添加噪声、信道衰减等;4. 设计接收端,包括解调器、滤波器和信号恢复等模块;5. 实现通信系统,并进行调试和测试;6. 评估和分析通信系统的性能指标。

五、结果经过设计和实现,我们成功完成了一个基于FDM技术的数字通信系统。

以下是我们的主要结果:1. 发送端:我们设计了一个信号源,产生多个频率不同的信号,并通过调制器将这些信号转换为调制信号。

最后,我们使用功率放大器将调制信号放大到适当的功率水平。

2. 传输信道:我们模拟了真实的传输信道,并添加了噪声和信道衰减。

这样可以更好地评估通信系统在实际环境下的性能。

3. 接收端:我们设计了一个解调器,通过解调器将接收到的信号转换为原始信号。

然后,我们使用滤波器去除噪声,并对信号进行恢复和解码。

4. 性能评估:我们评估了通信系统的性能指标,包括误码率、信噪比等。

通过对这些指标的分析,我们可以判断通信系统的可靠性和稳定性。

六、讨论通过本次课程设计,我们对通信原理的理论知识有了更深入的理解,并且掌握了实际应用的能力。

cpld课程设计报告

cpld课程设计报告

cpld课程设计报告一、教学目标本课程的教学目标是让学生掌握CPLD(Complex Programmable Logic Device,复杂可编程逻辑器件)的基本原理、编程方法和应用技巧。

通过本课程的学习,学生应能理解CPLD的工作原理,熟练使用相关软件进行编程,并能够运用CPLD设计简单的数字电路系统。

1.了解CPLD的基本结构和工作原理。

2.掌握CPLD的编程语言和编程方法。

3.理解CPLD在数字电路设计中的应用。

4.能够使用CPLD相关软件进行编程。

5.能够设计简单的数字电路系统。

6.能够进行CPLD的硬件编程和调试。

情感态度价值观目标:1.培养学生对电子技术的兴趣和热情。

2.培养学生动手实践能力和团队协作精神。

3.培养学生勇于探索和创新的精神。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括CPLD的基本原理、编程方法和应用。

1.CPLD的基本原理:介绍CPLD的基本结构、工作原理和特点。

2.CPLD的编程方法:介绍CPLD的编程语言、编程步骤和相关软件。

3.CPLD的应用:介绍CPLD在数字电路设计中的应用实例,如数字信号处理器、数字通信系统等。

三、教学方法为了提高教学效果,本课程将采用多种教学方法相结合的方式进行教学。

1.讲授法:通过讲解CPLD的基本原理、编程方法和应用,使学生掌握相关知识。

2.案例分析法:通过分析具体的CPLD应用实例,使学生更好地理解CPLD的应用。

3.实验法:安排实验室实践环节,让学生亲自动手进行CPLD编程和调试,提高学生的动手能力。

四、教学资源为了保证教学效果,我们将准备以下教学资源:1.教材:选择合适的教材,为学生提供全面、系统的学习资源。

2.参考书:提供相关的参考书籍,丰富学生的知识体系。

3.多媒体资料:制作课件、教学视频等多媒体资料,提高学生的学习兴趣。

4.实验设备:准备CPLD实验设备,为学生提供实践操作的机会。

五、教学评估本课程的评估方式将采用多元化、全过程的评价体系,以全面、客观、公正地评估学生的学习成果。

通信原理设计报告(7-4)汉明码的编解码设计

通信原理设计报告(7-4)汉明码的编解码设计

目录前言...............................................................1第1章设计要求..................................................3第2章QuartusⅡ软件介绍.......................................4第3章汉明码的构造原理........................................6 3.1 (7,4)汉明码的构造原理...........................................63.2 监督矩阵H与生成矩阵G..........................................73.3 校正子(伴随式S)...............................................8第4章(7,4)汉明码编码器的设计...............................104.1 (7,4)汉明码的编码原理及方法....................................104.2 (7,4)汉明码编码程序的设计......................................104.3 (7,4)汉明码编码程序的编译及仿真................................11第5章(7,4)汉明码译码器的设计.............................125.1 (7,4)汉明码的译码方法.........................................125.2 (7,4)汉明码译码程序的设计....................................13 5.3 (7,4)汉明码译码程序的编译及仿真..............................15第6章(7,4)汉明码编译码器的设计..........................176.1 (7,4)汉明码编译码器的设计...................................17参考文献.........................................................18体会与建议.......................................................19附录..............................................................20前言汉明(Hamming)码是一种能够纠正一位错码或检测两位错码的一种效率较高的线性分组码。

(完整版)(7,4)汉明码信道编码_共10页

(完整版)(7,4)汉明码信道编码_共10页

E=B-A
(4.4.1)
令 S = BHT,称为伴随式或校正子。
S = B H t =(A + E) H t = E H t
(4.4.2)
上述(7,4)汉明码的伴随式与错误图样的对应关系如表2-2所示。
表2-2(7,4)汉明码 S 与 E 的对应关系
E
S

错误
e6 e5 e4 e3 e2 e1

码位
111
1
0001 011
9
1001
100
2
0010 101
10
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通信系统课程设计报告
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不难看出,上述(7,4)码的最小码距 d0=3,它能纠1个错或检2个错。汉明码是能 够纠正单个错误的线性分组码,其特点是:最小码距 d0=3,码长 n 与监督位满足 n=2r-1的关系,上述的(7,4)线性分组码就是一个汉明码。
3.5 奇偶校验位
奇偶校验是一种添加一个奇偶位用来指示之前的数据中包含有奇数还是偶 数个1的检验方式。如果在传输的过程中,有奇数个位发生了改变,那么这个错 误将被检测出来(注意奇偶位本身也可能改变)。一般来说,如果数据中包含有 奇数个1的话,则将奇偶位设定为1;反之,如果数据中有偶数个1的话,则将奇

通信原理实验报告PCMADPCM编译码实验

通信原理实验报告PCMADPCM编译码实验

PCM/ADPCM编译码实验一、实验原理和电路说明PCM/ADPCM编译码模块将来自用户接口模块的模拟信号进行PCM/ADPCM编译码,该模块采用MC145540集成电路完成PCM/ADPCM编译码功能。

该器件工作前通过显示控制模块将其配置成直接PCM或ADPCM模式,使其具有以下功能:1、对来自接口模块发支路的模拟信号进行PCM编码输出。

2、将输入的PCM码字进行译码(即通话对方的PCM码字),并将译码之后的模拟信号送入用户接口模块。

电路工作原理如下:PCM/ADPCM编译码模块中,由收、发两个支路组成,在发送支路上发送信号经U501A 运放后放大后,送入U502的2脚进行PCM/ADPCM编码。

编码输出时钟为BCLK(256KHz),编码数据从语音编译码集成电路U502(MC145540)的20脚输出(DT_ADPCM1),FSX为编码抽样时钟(8KHz),晶振U503(20.48MHz)。

编码之后的数据结果送入后续数据复接模块进行处理,或直接送到对方PCM/ADPCM译码单元。

在接收支路中,收数据是来自解数据复接模块的信号(DT_ADPCM_MUX),或是直接来自对方PCM/ADPCM编码单元信号(DT_ADPCM2),在接收帧同步时钟FSX(8KHz)与接收输入时钟BCLK(256KHz)的共同作用下,将接收数据送入U502中进行PCM/ADPCM译码。

译码之后的模拟信号经运放U501B放大缓冲输出,送到用户接口模块中。

二、实验内容及现象记录与分析1.准备工作:加电后,将KB03置于左端PCM编码位置,此时MC145540工作在PCM编码状态。

将K501设置在右边。

2.PCM/ADPCM编码信号输出时钟和抽样时钟信号观测①输出时钟和抽样时钟即帧同步时隙信号观测:测量、分析和掌握PCM编码抽样时钟信号与输出时钟的频率、占空比以及它们之间的对应关系等。

记录与分析:输出时钟。

由图中右侧测量数据可见,抽样信号频率为8kHz,输出时钟信号频率为256kHz(见下图CH2频率,上图测得为260.4kHz存在误差,因为时间轴选取得太密)。

通信原理课程设计报告信道

通信原理课程设计报告信道

通信原理课程设计报告信道一、课程目标知识目标:1. 让学生理解并掌握通信原理中信道的基本概念、分类及特性;2. 使学生了解信道编码、解码的基本原理,掌握常见的信道编码技术;3. 引导学生掌握信道容量、信道带宽等关键参数的计算方法。

技能目标:1. 培养学生运用通信原理知识分析实际信道问题的能力;2. 提高学生设计简单信道编码、解码方案的能力;3. 培养学生运用计算工具对信道参数进行计算和优化的能力。

情感态度价值观目标:1. 激发学生对通信原理学科的兴趣,培养良好的学习态度;2. 培养学生团队协作、沟通交流的能力,形成合作共赢的价值观;3. 引导学生关注通信技术在现实生活中的应用,认识到科技发展对社会的贡献。

课程性质分析:本课程为通信原理课程的实践环节,旨在帮助学生将理论知识与实际应用相结合,提高解决实际问题的能力。

学生特点分析:高二年级学生已具备一定的物理和数学基础,具备初步的分析问题和解决问题的能力,但对通信原理的实际应用尚不熟悉。

教学要求:1. 注重理论与实践相结合,提高学生的实际操作能力;2. 采用案例分析、小组讨论等教学方法,引导学生主动参与、积极思考;3. 强调课程目标的可衡量性,便于教学设计和评估。

二、教学内容1. 信道概念及分类:介绍信道的定义、分类(如有线信道、无线信道、模拟信道、数字信道等)及特性;2. 信道编码与解码:讲解信道编码的基本原理,如卷积编码、汉明编码等,以及解码方法;3. 信道参数计算:阐述信道容量、信道带宽等关键参数的计算方法;4. 信道模型:介绍常见的信道模型,如AWGN信道、多径信道等;5. 信道仿真:利用相关软件进行信道仿真,分析不同信道特性对通信系统性能的影响;6. 实践环节:设计简单信道编码方案,进行编码、解码实验,观察实验结果,优化方案。

教学内容安排与进度:1. 第1周:信道概念及分类,信道特性;2. 第2周:信道编码与解码原理;3. 第3周:信道参数计算方法;4. 第4周:信道模型及仿真;5. 第5周:实践环节,设计、实验和优化信道编码方案。

通信原理实验报告汉明编译码系统自行设计实验附加同步位实验

通信原理实验报告汉明编译码系统自行设计实验附加同步位实验

汉明编译码系统自行设计实验一、 实验原理差错控制编码的基本作法是:在发送端被传输的信息序列上附加一些监督码元,这些多余的码元与信息之间以某种确定的规则建立校验关系。

汉明码(7,4)是一种纠错码,是能纠正单个错误的线性分组码。

它有以下特点:码长n=2m -1 最小码距d=3 信息码位 k=2n -m -1纠错能力t=1监督码位r=n -k这里m 位≥2的正整数,给定m 后,既可构造出具体的汉明码(n ,k )。

汉明码的监督矩阵有n 列m 行,它的n 列分别由除了全0之外的m 位码组构成,每个码组只在某列中出现一次。

系统中的监督矩阵如下图所示:1110100H=01110101101001其相应的生成矩阵为:1000101010011100101100001011G=汉明译码的方法,可以采用计算校正子,然后确定错误图样并加以纠正的方法。

图9.1和图9.2给出汉明编码器和译码器电原理图。

a 6 a 5 a 4 a 3 a 2 a 1 a 0a 6 a 5 a 4 a 3图9.1汉明编码器电原理图●●●●●●●●●a 6 a 5 a 4 a 3a 6 a 5 a 4 a 3 a 3 a 3 a 3图9.2汉明译码器电原理图3-8译码器校正子生成错码 指示765432 1● ●● ● ●●●●表1.1 (7,4)汉明编码输入数据与监督码元生成表4位信息位 a 6, a 5, a 4, a 3 3位监督码元 a 2, a 1, a 04位信息位 a 6, a 5, a 4, a 3 3位监督码元a 2, a 1, a 00000 000 1000 101 0001 011 1001 110 0010 110 1010 011 0011 101 1011 000 0100 111 1100 010 0101 100 1101 001 0110 001 1110 100 01110101111111表1.1为(7,4)汉明编码输入数据与监督码元生成表。

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课程设计报告课程名称通信原理课程设计系别:专业班级:学号:姓名:课程题目:汉明码编译码CPLD实现完成日期:指导老师:附件:汉明码编译码CPLD 实现摘要:通过利用CPLD实现对汉明码进行编译。

利用ALTERA公司的FLEX10K系列芯片设计和实现了汉明码的编译码,详细地阐述了设计的方法和实现的过程。

首先进行电路设计,然后在MAX+PLUSII编辑环境下,采用自顶向下的层次设计方法,以及VHDL文本输入的输入方法编制程序,经编译正确后进行波形仿真,经过仿真、调试,验证了功能和时序正确性后,将编辑的程序烧写到CPLD。

关键词:CPLD 汉明码编译MAX+PLUSII正文一.汉明码理论:汉明码是一种能够纠正一位错码且编码效率较高的线性分组码。

汉明码的编译码原理:汉明码的编码是对信源端发出的原始码字上加入一些监督码,得到新的码字,这的码字增加了信息的冗余,但保证了传输的质量,设其码字为A=[a6,a5,a4,a3,a2,a1,a0],其中前4位是信息元,后3位是监督元,使信息码元与监督码元通过线性方程式联系起来,可用下列线性方程组来描述该分组码,产生监督元:发送端计算监督位 a n = a n-1 ⊕a n-2⊕…. ⊕a 0=0 ,接收端解码计算S = a n-1 ⊕a n-2 ⊕…. ⊕a n-2⊕a0 ,校正子S =0则无错、S=1则有错,该式为监督关系式;S称为校正子。

由于校正子S只有两种取值,故它只能代表有错和无错这两种信息,而不能指出错码的位置。

一般来说,若码长为n,信息位数为k,则监督位数r=n-k。

用r个监督位构造出r个监督关系式来指示1位错码的n种可能位置,则2r -1 ≥ n 即2r ≥ k+r+1满足此汉明不定式。

(7, 4)汉明码,为了纠正1位错码,由上式可知,要求监督位数r≥ 3。

若r = 3,则n = k + r = 7。

我们用a6 a5⋯a0表示这7个码元,用S1、S2和S3表示3个监督关系式中的校正子,则S1、S2和S3的值与错码位置的对应关系可以规定如下:表格一:S2= a6 ⊕a5 ⊕a3 ⊕a1S3 = a6⊕a4 ⊕a3 ⊕a0错码位置a0 a1 a2 a3 a4 a5 a6 无错码仅当一位错码的位置在a2 、a4、a5或a6时,校正子S1为1;否则S1为零。

这就意味着a2 、a4、a5和a6四个码元构成偶数监督关系;同理,a1、a3、a5和a6构成偶数监督关系;以及a0、a3、a4和a6构成偶数监督关系。

在发送端编码时,信息位a6、a5、a4和a3的值决定于输入信号,因此它们是随机的。

监督位a2、a1和a0应根据信息位的取值按监督关系来确定,即监督位应使上3式中S1、S2和S3的值为0(表示编成的码组中应无错码):a6 ⊕ a5⊕ a4⊕a2=0 a2=a6⊕ a5⊕ a4a6 ⊕a5 ⊕a3 ⊕a1=0 移项运算,解出监督位a1= a6 ⊕a5 ⊕a3a6⊕a4 ⊕a3 ⊕a0=0 a0= a6⊕a4 ⊕a3根据上面三个表达式,可以得到16个许用码组如下表许用码组表表格二:(7,4)码的三个监督方程式可以重新改写为如下形式:可以用矩阵形式来表示:记作:或,其中通常H称为监督矩阵,A称为信道编码得到的码字。

在这个例子中H为r×n阶矩阵,P为r×k 阶矩阵,Ir为r×r(3x3)阶单位矩阵,具有这种特性的H矩阵称为典型监督矩阵,这是一种较为简单的信道编译码方式。

典型形式的监督矩阵各行是线性无关的。

接收端收到每个码组后,先计算出S1、S2和S3,再查表判断错码情况。

例如,若接收码组为0000011,按上述公式计算可得:S1 = 0,S2 = 1,S3 = 1。

由于S1 S2 S3 等于011,故查表可知在a3位有1错码。

按照上述方法构造的码称为汉明码。

表中所列的(7, 4)汉明码的最小码距d0 = 3。

因此,这种码能够纠正1个错码或检测2个错码。

由于码率k/n = (n - r) /n =1 –r/n,故当n很大和r很小时,码率接近1。

可见,汉明码是一种高效码。

二.软件部分:1、(7,4)汉明码的编码、程序流程图汉明码的编码就是将输入的四位信息码编成七位的汉明码,即加入三位监督位。

因为A = [a6 a5 a4 a3] ·G,信息码与生成矩阵G的乘积就是编好以后的(7,4)汉明码,而生成矩阵G又是已知的,可得1 0 0 0 1 1 10 1 0 0 1 1 0G =0 0 1 0 1 010 0 0 10 1 1所以,可以得出如下方程组a6 = a6a5 =a5a4 =a4a3=a3(方程组2)a2 = a6 + a5 + a4a1 = a6 + a5+ a3a0 = a6+ a4 + a3根据上式就可以完成设计编码程序。

编码流程图如下图:(7,4)汉明码的编码仿真图2、(7,4)汉明码的译码、程序流程图及仿真(7,4)汉明码的译码思路:(7,4)汉明码的译码就是将输入的七位汉明码翻译成四位的信息码,并且纠正其中可能出现的一个错误。

由于生成矩阵G是已知的,由G = [I k Q] ,(其中Ik是4x4阶单位阵)可以得到矩阵Q的值1 1 1Q = 1 1 0=P T(3.2.1)1 0 10 1 1那么1110P=1101(3.2.2)101 1而监督矩阵H与P T又存在一定的关系,即H =[PI r](3.2.3)那么就可以算出监督矩阵H的值,即1 1 1 0 1 0 0H = 1 1 0 1 0 10(3.2.4)1 0 1 1 0 0 1所以11 111010 1H T=011(3.2.5)10001000 1根据式S = BH T =(A + E)H T= EH T (S称为伴随式或校正子,收发码组之差定义为错误图样E,即 E = B - A),可以看出校正子S与错误样E之间有确定的线性变换关系如下表所示。

表格三:(7,4)汉明码S与E的对应关系表E =[ en-1,en-2,…,e1,e],算出校正子S与(7,4)汉明码各位之间的关系表达式为S2= a2+ a6+ a5+ a4S1= a1+ a6+ a5+a3S0 = a+ a6+ a4+ a3明显可以确定每一位出错时,对应的校正子s2s1s的值。

译码流程图如右图所示:(7,4)汉明码的译码仿真图三.程序清单:(7,4)汉明码的编码程序:library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity bm isport(a:in std_logic_vector(3 downto 0);b:out std_logic_vector(6 downto 0));end ;architecture one of bm isbeginb(6)<=a(3);b(5)<=a(2);b(4)<=a(1);b(3)<=a(0);b(2)<=a(3) xor a(2) xor a(1);b(1)<=a(3) xor a(2) xor a(0);b(0)<=a(3) xor a(1) xor a(0);end;(7,4)汉明码的译码程序:library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity ym isport(a:in std_logic_vector(6 downto 0);s:out std_logic_vector(2 downto 0);b:out std_logic_vector(3 downto 0);c:out std_logic_vector(2 downto 0)); end ;architecture one of ym isbeginprocess(a)variable ss:std_logic_vector(2 downto 0); variable bb:std_logic_vector(6 downto 0); beginss(2):=a(6) xor a(5) xor a(4) xor a(2);ss(1):=a(6) xor a(5) xor a(3) xor a(1);ss(0):=a(6) xor a(4) xor a(3) xor a(0); bb:=a;if ss> "000"thencase ss iswhen "001" =>bb(0):= not bb(0);c<="000"; when "010" =>bb(1):= not bb(1);c<="001"; when "100" =>bb(2):=not bb(2);c<="010"; when "011" =>bb(3):=not bb(3);c<="011";when "101" =>bb(4):=not bb(4);c<="100"; when "110" =>bb(5):=not bb(5);c<="101"; when "111" =>bb(6):=not bb(6);c<="110"; when others => null;c<="111";end case;else b<= a(6)&a(5)&a(4)&a(3);end if;s<=ss;b<=bb(6)&bb(5)&bb(4)&bb(3);end process;end;四.编译结果及分析编译结果:图1 (7,4)汉明码的编码程序的仿真在max+plus Ⅱ采用波形编辑器:先建立一个仿真通道文件bm·scf,如下图示:图二编辑的wdf文件如图所示:图三编译结果如下:图四(7,4)汉明码的编码程序的编译和仿真分析按照上述编码程序的编写思路,编写好程序,点击,进行编译,出现一些错误,列举如下:图五Error 1表明在使用"std_logic_vector"时,没有打开可以使用这个函数的库,应该在程序的最前面加上如下语句:library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;图六Error 2: vhdl syntax error:the ending simple name “bm”must match the entity identifier “ym”. Error 2表明程序中的文件名与保存时的文件名不一致,两者应该相同。

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