译码器与编码器的设计与仿真
编码器、译码器的仿真
数字电路仿真实验报告编码器、译码器的仿真
姓名：
学号：
专业：
日期：
一. 实验目的
1）熟悉Multisim7仿真软件数电部分的使用；
2）掌握编码器、译码器和数码管逻辑功能和使用方法；3）能够利用编码器、译码器设计简单键盘编码显示电路。
二. 实验内容
1、软件介绍
2、用74147设计简单键盘编码电路，通过显示译码器实现数字码显示；
3、利用74147、7447和七段显示数码管设计简单键盘编码显示电路。
三. 实验设计原理图
（1）74147验证（利用printscreen键截图,显示学号最后一位）
（2）74147+7447显示电路（显示学号最后一位的截图）
四. 结论与体会
（1）本次实验失败之处及其原因分析
利用multisim进行数字电路实验仿真时,必须使用数字接地端DGND;
利用TTL集成芯片进行仿真时,电源使用VCC;用CMOS芯片进行仿真时,电源使用VDD;
优先编码器74147和四输入显示译码器之间连线时,注意高低位的对应;
74147为低电平输出有效,7447为高电平输入有效,故在两者之间必须加入非门7404。
（2）对本实验的可改进的地方的建议（选做）。
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。
实验3 编码器、译码器及应用电路设计
实验三编码器、译码器及应用电路设计一、实验目的：1、掌握中规模集成编码器、译码器的逻辑功能测试和使用方法；2、学会编码器、译码器应用电路设计的方法；3、熟悉译码显示电路的工作原理。
二、实验原理：1、什么是编码：用文字、符号、数字表示特定对象的过程。
2、编码器74LS147的特点及引脚排列图：4、什么是译码：编码的逆过程，即把代码状态的特定含义“翻译”出来的过程。
译码器按照功能的不同，一般分为三类：二进制译码器、二—十进制译码器、显示译码器。
（1）变量译码器74LS138的特点及其引脚排列图：反码输出。
（2）码制变换译码器：译码器74LS42的特点及其引脚排列图：（3）数码显示与七段译码驱动器：a、七段发光二极管数码显示管的特点：（共阴极）b、七段译码驱动器：4、在本数字电路实验装置上已完成了译码器74LS48和数码管之间的连接图。
三、实验器件：集成块：74LS147 74LS138 74LS42四、实验内容与步骤：三四端接高电频，五端随便，数码管的单独端接低电频。
1、74LS147编码器逻辑功能测试：将编码器9个输入端I1~I9各接一根导线，来改变输入端的状态，4个输出端依次从高到低Q3-Q0示，在各输入端输入有效电平，观察并记录电路输入与输出地对应关系，以及当几个输入同时我有效电平时编码器的优先级别关系。
2345678945678967898923456789045678956789899123456789123456789345678989912345678922345678934567894567895678967897891234567893I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I Q I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I Q I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I Q I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I Q +++=++++=++++=++++++=逻辑表达式2、74LS138 译码器逻辑功能测试：逻辑表达式 012510121012400120m m A m m A 54========A A A Y A A YA A A YA A Y3、74LS47译码器逻辑功能测试：DABC ABCD D C B A D C B A Q D C AB D C B A D C B A D ABC ABCD D C AB D C B A D C B A Q DC ABD ABC ABCD CD B A D C AB D C B A D C B A D C B A CD B A D C B A Q ABCDD ABC D C B A D C B A CD B A D C B A Q D C B A ABCD CD B A BCD A D C B A CD B A Q D C AB D BC A D C B A ABCD CD B A D C B A BCD A Q D BC A D C B A CD B A ABCD D C B A BCD A CD B A D C B A Q G FE D C B A +++=+++++++=+++++++++=+++++=+++++=++++++=+++++++=进一步猜测，74ls47为反码输出，在以下进行试验。
编码器和译码器实验报告
实验报告: 编码器和译码器1. 背景在信息传输和存储过程中，编码器和译码器是两个关键的组件。
编码器将信息从一个表示形式转换成另一个表示形式，而译码器则将编码的信息还原为原始的表示形式。
编码器和译码器在各种领域中都得到广泛应用，如通信系统、数据压缩、图像处理等。
编码器和译码器可以有不同的实现方式和算法。
在本次实验中，我们将研究和实现一种常见的编码器和译码器：霍夫曼编码器和译码器。
霍夫曼编码是一种基于概率的最优前缀编码方法，它将高频字符用短编码表示，低频字符用长编码表示，以达到编码效率最大化的目的。
2. 分析2.1 霍夫曼编码器霍夫曼编码器的实现包括以下几个步骤：1.统计字符出现频率：遍历待编码的文本，统计所有字符出现的频率。
2.构建霍夫曼树：根据字符频率构建霍夫曼树。
树的叶子节点代表字符，节点的权重为字符频率。
3.生成编码表：从霍夫曼树的根节点出发，遍历树的每个节点，记录每个字符对应的编码路径。
路径的左移表示0，右移表示1。
4.编码文本：遍历待编码的文本，将每个字符根据编码表进行编码，得到编码后的二进制序列。
2.2 霍夫曼译码器霍夫曼译码器的实现包括以下几个步骤：1.构建霍夫曼树：根据编码器生成的编码表，构建霍夫曼树。
2.译码二进制序列：根据霍夫曼树和待译码的二进制序列，从根节点开始遍历每个二进制位。
当遇到叶子节点时，将对应的字符输出，并从根节点重新开始遍历。
3.重建原始文本：将译码得到的字符逐个组合，得到原始的文本。
3. 结果经过以上的实现和测试，我们获得了如下的结果：•对于给定的文本，我们成功地根据霍夫曼编码器生成了对应的霍夫曼编码表，并编码了文本生成了相应的二进制序列。
•对于给定的二进制序列，我们成功地根据霍夫曼译码器进行了译码，并将译码得到的字符逐个组合，得到了原始的文本。
实验结果显示，霍夫曼编码器和译码器能够有效地将文本进行压缩和恢复，达到了编码效率最大化和数据传输压缩的目的。
编码后的文本长度大大减小，而译码后的原始文本与编码前几乎完全一致。
译码器和编码器实验报告
译码器和编码器实验报告一、实验目的。
本实验旨在通过对译码器和编码器的实验操作，加深对数字通信原理中编码解码技术的理解，掌握其工作原理和实际应用。
二、实验原理。
1. 译码器。
译码器是一种将数字信号转换为模拟信号或者模拟信号转换为数字信号的设备。
在数字通信系统中，译码器通常用于将数字信号转换为模拟信号，以便在模拟信道上传输。
在接收端，译码器将模拟信号转换为数字信号，以便进行数字信号处理和解码。
2. 编码器。
编码器是一种将数字信号转换为另一种数字信号的设备。
在数字通信系统中，编码器通常用于将数字信号转换为便于传输和存储的编码形式，以提高传输效率和数据安全性。
三、实验内容。
1. 实验仪器与材料。
本实验使用的仪器包括译码器、编码器、示波器、信号发生器等。
实验材料包括数字信号发生器、示波器连接线等。
2. 实验步骤。
（1）连接实验仪器，将数字信号发生器连接到编码器的输入端，将编码器的输出端连接到译码器的输入端，再将译码器的输出端连接到示波器。
（2）设置实验参数，调节数字信号发生器的频率和幅度，设置编码器和译码器的工作模式和参数。
（3）观察实验现象，通过示波器观察编码器和译码器的输入输出波形，记录实验数据。
（4）分析实验结果，根据实验数据分析编码器和译码器的工作原理和特性，总结实验结果。
四、实验结果与分析。
通过本次实验，我们成功观察到了编码器和译码器的输入输出波形，并记录了相应的实验数据。
通过分析实验结果，我们深入理解了译码器和编码器的工作原理和特性，对数字通信原理有了更深入的认识。
五、实验总结。
本次实验通过实际操作加深了我们对译码器和编码器的理解，提高了我们的实验操作能力和数据分析能力。
译码器和编码器作为数字通信系统中重要的组成部分，对数字信号的处理和传输起着至关重要的作用，我们应进一步深入学习和掌握其原理和应用。
六、实验心得。
通过本次实验，我们不仅学习到了译码器和编码器的工作原理，还提高了实验操作和数据分析的能力。
数电实验二数据编码器和译码器功能验证
数电实验二数据编码器和译码器功能验证数据编码器和译码器是数电实验中常用的电路元件，用于将逻辑电平转换为二进制编码或者从二进制编码转换为逻辑电平。
本实验将验证编码器和译码器的功能。
编码器是一种将多个输入信号转换为对应的二进制编码输出信号的电路。
常见的编码器有优先编码器，BCD编码器和十进制-二进制编码器等。
本实验将以优先编码器为例进行验证。
实验所需器件和元件：1.优先编码器芯片（例如74LS148）2.开关等输入元件3.LED灯等输出元件4.电源和杜邦线等实验用品实验步骤：1.连接电源和电路元件：将电源连接到优先编码器芯片上，并将开关等输入元件和LED灯等输出元件连接到芯片上相应的管脚上。
2.编码器功能验证：通过设置不同的输入信号，观察输出信号的变化。
例如，设置开关为输入信号，并将不同的开关打开或关闭，观察LED灯的亮灭情况。
3.结果分析：根据编码器的功能特点，分析输出信号与输入信号的对应关系。
对于优先编码器而言，输入信号优先级较高的输入将被编码输出，而其他输入则被忽略。
4.译码器功能验证：将输入信号与编码器的输出信号连接，观察译码器的输出信号。
可以通过设计逻辑门电路来实现译码器的功能。
5.结果分析：根据译码器的功能特点，分析输出信号与输入信号的对应关系。
例如，对于BCD编码器而言，4位BCD码将被译码为10位二进制信号。
6.实验总结：通过本实验的验证，可以得出编码器和译码器的功能特点和应用范围。
编码器可以将多个输入信号编码为二进制信号输出，而译码器可以将二进制信号译码为对应的输出信号，用于实现数据的编码和译码。
本实验的目的是验证编码器和译码器的功能，通过观察输入信号和输出信号的对应关系，可以了解编码器和译码器的工作原理，并掌握它们的应用场景。
实验结果应与预期结果一致，即输入信号与编码/译码输出信号之间有明确的对应关系。
同时，实验还可以加深对数字电路和逻辑门电路的理解，提高实验操作能力和分析问题的能力。
编码器、译码器
画出逻辑电路图如下：
Y3 ≥1
Y2 ≥1
Y1 ≥1
Y0 ≥1
I9
I8
I7 I6 I5 I4 (a)
I3 I2 由或门构成
I1 I0
Y3 &
Y2 &p;
I9
I8
I7 I6 I5 I4 (b)
I3 I2 由与非门构成
I1 I0
四、二进制优先编码器
优先编码器允许n个输入端同时加上信号，但电路只对其 中优先级别最高的信号进行编码。 1、例： 电话室有三种电话， 按由高到低优先级排序依次是火警
如果要求输入、输 出均为反变量，那么 只需要在上述图中的 每个输入端和输出端 都加上反相器就可以 了。
3、 常用集成编码器
（1）74LS148
• 8线—3线优先编码器，它有八个 输入端7 ~ I 0 ，输入编码为低电平 I “0” 有效。
YEX
Y2 Y1 Y0
YS S 74LS148 I7 I6 I5 I4 I3 I2 I1 I0
• 输入和输出同3位二进制普通编码器。 • 有如下约定：在这里，仍然用000，001，…，111表 示I0，I1，…，I7，优先级别是： I7>I6>I5>I4>I3>I2>I1>I0。
首先，列真值 表。用输入信 号为1表示有 编码请求，否 则相反。
其次，根据真 值表，得到输 出函数的表达 式：
I7 I6 I5 I4 I3 I2 I1 I0 Y2 1 X 1 0 1 X 1 0 0 1 X 1 0 0 0 1 X 1 0 0 0 0 1 X 0 0 0 0 0 0 1 X 0 0 0 0 0 0 0 1 X 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0
编码器与译码器实验报告
编码器与译码器实验报告一、实验目的本次实验的主要目的是深入理解编码器和译码器的工作原理，通过实际操作和观察，掌握它们的功能和应用，并学会使用相关的实验设备进行电路搭建和测试。
二、实验原理（一）编码器编码器是一种将输入信号转换为特定编码输出的数字电路。
常见的编码器有二进制编码器和优先编码器。
二进制编码器将多个输入信号转换为对应的二进制编码输出。
优先编码器则在多个输入同时有效时，优先对优先级较高的输入进行编码。
（二）译码器译码器则是将输入的编码信号转换为对应的输出信号。
常见的译码器有二进制译码器和显示译码器。
二进制译码器将输入的二进制编码转换为多个输出信号，每个输出对应编码的一个可能值。
显示译码器则用于驱动数码管等显示器件，将输入的编码转换为适合显示的信号。
三、实验设备与器材本次实验使用的设备和器材包括：数字电路实验箱、74LS148 优先编码器芯片、74LS138 二进制译码器芯片、逻辑电平指示灯、导线若干。
四、实验步骤（一）74LS148 优先编码器实验1、按照实验电路图，在数字电路实验箱上正确连接 74LS148 优先编码器芯片和逻辑电平指示灯。
2、依次将输入引脚设置为不同的电平组合，观察输出引脚的编码值，并记录在实验表格中。
3、分析实验结果，验证优先编码器的工作原理和功能。
（二）74LS138 二进制译码器实验1、依照实验电路图，在数字电路实验箱上连接 74LS138 二进制译码器芯片和逻辑电平指示灯。
2、改变输入引脚的二进制编码值，观察输出引脚的电平状态，并记录下来。
3、对比理论预期结果，检验二进制译码器的正确性。
五、实验数据与结果（一）74LS148 优先编码器实验数据｜输入引脚电平｜输出编码值｜｜｜｜｜ I0=0, I1=0, I2=0, I3=0, I4=0, I5=0, I6=0, I7=0 ｜ 000 ｜｜ I0=1, I1=0, I2=0, I3=0, I4=0, I5=0, I6=0, I7=0 ｜ 111 ｜｜ I0=0, I1=1, I2=0, I3=0, I4=0, I5=0, I6=0, I7=0 ｜ 110 ｜｜｜｜（二）74LS138 二进制译码器实验数据｜输入编码值｜输出引脚电平｜｜｜｜｜ 000 ｜ Y0=1, Y1=0, Y2=0, Y3=0, Y4=0, Y5=0, Y6=0, Y7=0 ｜｜ 001 ｜ Y0=0, Y1=1, Y2=0, Y3=0, Y4=0, Y5=0, Y6=0, Y7=0 ｜｜｜｜六、实验结果分析（一）74LS148 优先编码器通过实验数据可以看出，当多个输入引脚同时为高电平时，编码器优先对优先级较高的输入进行编码。
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译码器与编码器的设计与仿真
1.实验目的
a.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。
b.参照芯片74LS148的电路结构，用逻辑图和VHDL语言设计8-3优先编码器。
2.实验内容的详细说明
2.1 74148：8-3优先编码器（8 to 3 Priority Encoder）
2.1.1 设计思想
先定义八个输入四个输出的实体，然后定义结构体，再定义一个进程利用利用if的嵌套来体现使能端与输入信号的优先级，再利用if和else if的结构来选择不同输入时输出信号的不同。
2.1.2 实验原理
1）优先编码器逻辑图
优先编码器逻辑图
2）优先编码器真值表
2.1.3 VHDL程序（详见附录1）
2.1.4 仿真结果
优先编码器画图-功能仿真波形图
优先编码器VHDL-功能仿真波形图2.2 74138：3-8译码器（3 to 8 Demultiplexer）2.2.1 设计思想
先定义六个输入八个输出的实体，再定义结构体和一个用来先存储输出信号组合新的信号，用with..when来将不同输入组合时将不同的输出信号赋给存储信号，当使能端输入组合为100时，将存储信号赋给输出，否则将“1111111”赋给输出信号组合。
2.2.2 实验原理
1）74138（3-8译码器）逻辑图
74138逻辑图
2）74138逻辑功能真值表
2.2.3 VHDL程序（详见附录2）
2.2.4 仿真结果
74138画图-逻辑功能仿真波形图
74138VHDL-逻辑功能仿真波形图
3.实验总结：
通过本次实验，我对优先编码器和译码器的逻辑功能有进一步的了解，了解到译码器与编码器的功能正好相反，编码器是将各种输入信号转换成一组二进制代码，而译码器则是用一组二进制代码来产生各种独立的输出信号。
4.附录（VHDL程序）
4.1 附录1
LIBRARY IEEE;
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;
ENTITY V74148 IS
PORT(
EIN : IN STD_LOGIC;
D:IN STD_LOGIC_VECTOR(0 TO 7);
A:OUT STD_LOGIC_VECTOR(0 TO 2) );
END V74148;
ARCHITECTURE V74184_A OF V74148 IS
SIGNAL A_I : STD_LOGIC_VECTOR(0 TO 2);
BEGIN
PROCESS(D,A_I,EIN)
BEGIN
IF ((NOT EIN)='1')
THEN
IF (D(7)='0') THEN A_I<="111";
ELSIF (D(6)='0')THEN A_I<="110";
ELSIF (D(5)='0')THEN A_I<="101";
ELSIF (D(4)='0')THEN A_I<="100";
ELSIF (D(3)='0')THEN A_I<="011";
ELSIF (D(2)='0')THEN A_I<="010";
ELSIF (D(1)='0')THEN A_I<="001";
ELSIF (D(0)='0')THEN A_I<="000";
END IF;
ELSE A_I <= "ZZZ";
END IF;
A<= A_I;
END PROCESS;
END;
4.2 附录2
LIBRARY IEEE;
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
ENTITY V74138 IS
PORT ( G1,G2A_L,G2B_L: IN STD_LOGIC;
A: IN STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0);
Y_L: OUT STD_LOGIC_VECTOR (0 TO 7) ); END V74138;
ARCHITECTURE V74138_A OF V74138 IS
SIGNAL Y_L_I : STD_LOGIC_VECTOR(0 TO 7);
BEGIN
WITH A SELECT Y_L_I <=
"01111111" WHEN "000" ,
"10111111" WHEN "001" ,
"11011111" WHEN "010" ,
"11101111" WHEN "011" ,
"11110111" WHEN "100" ,
"11111011" WHEN "101" ,
"11111101" WHEN "110" ,
"11111110" WHEN "111" ,
"11111111" WHEN OTHERS;
Y_L <= Y_L_I WHEN (G1 AND NOT G2A_L AND NOT G2B_L)='1' ELSE "11111111";
END V74138_A;。