实验四编码器,译码器,数码管(定稿)
编码器译码器及数码管显示实验
实验 6 编码器译码器及数码管显示实验实验数据1、测试变量译码器的逻辑功能变量译码器是一种完全译码器，它将一系列输入代码转换成与之一一对应的有效信号。
例如当输入为000时输出为第一个灯亮，输入为001时第二个灯亮，输入为111时第第8个灯亮。
2、编码、译码、显示电路的设计通过8-3编码器先将8位开关信号状态编码为二进制代码，再通过数码管显示译码器将此代码变换成相应的7位数码，驱动7位数码显示器，显示不同字符。
其中用到了预先编码的原理。
优先编码器的功能是允许同时在几个输入端有输入信号，编码器按输入信号排定的优先顺序，只对同时输入的几个信号中优先权最高的一个进行编码。
例如当D6为L、D7为H时则显示“1”，输出为001，无论其他输入信号为多少；当D5为L、D6为H、D7为H时，则显示“2”，输出为010，而不管其他开关电平输入为多少。
思考题1.总结组合逻辑电路设计的步骤和方法：组合逻辑电路的设计步骤可分为：1.根据电路功能的文字描述，将其输入与输出的逻辑关系用真值表的形式列出；2.通过逻辑化简，将真值表写出最简的逻辑函数表达式；3.选择合适的门器件，把最简的表达式转换为相应的表达式；4.根据表达式画出该电路的逻辑电路图；5.最后一步进行实物安装调试，这是最终验证设计是否正确的手段。
2、怎样判断7段数码管各引脚和显示字段的对应关系？3、3-8译码器在实际应用中的作用有哪些？译码器的输出既可以用于驱动或控制系统其他部分，也可驱动显示器，实现数字、符号的显示。
在CPU设计中，指令译码器是CPU的一部分，能将存储在指令寄存器或微程序指令中的比特转换为能控制CPU其他部分的控制信号。
8个寄存器组成的简单CPU会使用指令译码器中的3线－8线逻辑译码器来选择寄存器文件的源寄存器并输出到ALU以及目的寄存器中，以接受ALU的输出。
典型的CPU指令译码器也包括其他很多组件。
故障排除首先检查芯片的型号看是否合适，然后查看线路连接是否正确，然后检查接地和接高电平的接孔是否接好，然后按照规定的标准操作给门电路标准的电压观察其输出情况判断是否能够正常工作。
数理逻辑实验报告四
译码器与编码器的设计与仿真
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74LS148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
1．74148：8-3优先编码器（8 to 3 Priority Encoder）
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，当你敲击按键时，被敲击的按键被键盘里的编码器编码成计算机能够识别的ASCII码。
译码器与编码器的功能正好相反。
逻辑框图
逻辑功能表
逻辑表达式和逻辑图：由你来完成。
2．74138：3-8译码器（3 to 8 Demultiplexer），也叫3-8解码器
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。
逻辑框图：用逻辑符号（Symbol）来解释该电路输入与输出信号
之间的逻辑关系，既省事又直观。
如下图所示。
逻辑功能表：用真值表来定量描述该电路的逻辑功能。
这个表是设计3-8译
码器的关键；74138的逻辑功能表如下：
注：使能端G1是高电平有效；
使能端G2是低电平有效，G2 = G2A AND G2B。
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。
数字逻辑实验《译码器编码器》
实验四 编码器和译码器一、实验目的1、熟悉常用组合逻辑器件，并测试其逻辑功能。
2、了解集成译码器应用。
3、掌握用逻辑门实现不同的组合逻辑电路。
二、实验仪器及材料 1、双踪示波器2、器件74LS138 2—4线译码器 1片 74LS153 双4选一数据选择器 1片 三、实验内容1、2线——4线译码器功能测试74LS138译码器按图1-1接线，按表1-1输入电平分别置位，填输出状态表1-1.表1-174LS318 图1-1输入输出使能端 输入端 G 1G 2C B AY 0 Y 1 Y 2 Y 3 Y 4 Y 5 Y 6Y 7 X H × × × H H H H H H H H L X × × × H H H H H H H H H L L L L L H H H H H H HH L L L H H L H H H H H H H L L H L H H L H H H H H H L L H H H H H L H H H H H L H L L H H H H L H H H H L H L H H H H H H L H H H L H H L H H H H H H L H H L H H H H H H H H H H L 专业班级： 姓名学号：G 1 G 2AG 2BY 0Y 1 Y 2Y 3Y 4 Y 5实验线路图如下：译码器功能测试接线图A BC2、数据选择器的测试及应用（1）将双4选1数据选择器74LS153参照图2-2接线，测试其功能并填写功能表2-2。
图2-2逻辑74LS153电平←1―1G +5v ___16___←2―B 2G ___15__1KHZ__3__ 1C3 A ___14___100HZ__4__ 1C2 2C3 ___13___10HZ__5__ 1C1 2C2 ___12___1HZ__6__ 1C0 2C1 ___11_____7__ 1Y 2C0 ___10___示波器__8__ GND 2Y __9____（1）将学习机脉冲信号源中固定连续脉冲4个不同频率的信号接到数据选择器4个输入端，将选择端置位，使输出端可分别观察到4种不同频率脉冲信号。
编码器和译码器实验报告
编码器和译码器实验报告一、实验目的本次实验的主要目的是了解编码器和译码器的工作原理，掌握它们的应用方法，以及通过实际操作加深对它们的理解。
二、实验原理1. 编码器编码器是将输入信号转换为不同形式输出信号的电路。
常见的编码器有二进制编码器、格雷码编码器等。
其中，二进制编码器将输入信号转换为二进制数输出，而格雷码编码器则将输入信号转换为格雷码输出。
2. 译码器译码器是将输入信号转换为相应输出信号的电路。
常见的译码器有二进制译码器、BCD译码器等。
其中，二进制译码器将输入信号转换为相应位置上为1的二进制数输出，而BCD译码器则将4位二进制数转换为相应十进制数输出。
三、实验步骤1. 实验材料准备：编码开关、LED灯、电源线等。
2. 搭建编码-解码电路：将编码开关接入编码器输入端，并将LED灯接入对应位置的解码器输出端。
3. 进行测试：打开电源后，在编码开关上随意调整开关状态，观察LED灯是否能够正确显示对应的输出状态。
4. 实验记录：记录每次调整开关状态后LED灯的输出状态，以及对应的二进制数或十进制数。
四、实验结果与分析经过实验，我们得到了以下结果：1. 二进制编码器测试结果：编码开关状态 | 输出LED灯状态 | 二进制数---|---|---0000 | 0001 | 00000001 | 0010 | 00010010 | 0100 | 00100011 | 1000 | 00110100 | 0001 | 01000101 | 0010 | 01010110 | 0100 | 01100111 | 1000 | 0111从上表中可以看出，二进制编码器将输入的四位开关状态转换为相应的四位二进制数输出。
2. BCD译码器测试结果：编码开关状态（二进制）| 输出LED灯状态（十进制）---|---0000-1001（十进制）| 对应数字的十进制形式从上表中可以看出，BCD译码器将输入的4位二进制数转换为相应的十进制数字输出。
实验四 译码显示电路
实验四译码显示电路 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020实验四译码显示电路一、实验目的：1、掌握中规模集成译码器的逻辑功能和使用方法2、熟悉数码管的使用二、实验仪器及器件：三、实验步骤及结果1、按表（二）测试74LS1940测试结果略2、实现四节拍顺序脉冲发生器（1）实验电路图及74LS194功能表图（一）表（二）74LS194功能表（2）实验结果（3）实验波形（Q3 Q2 Q1 Q0分别代表Q D Q C Q B Q A） Q3 Q3与Q2Q3与Q1 Q3与Q03、按图（四）实现四位扫描译码显示电路。
采用内容(2)顺序脉冲作为D s 信号。
8421BCD 码用逻辑模拟开关输入。
自行设计伪码灭灯电路，使正常输入BCD 码时输出为“1"，伪码输入时灭灯。
(1) 设计伪码灭灯电路及其电路图f(A)=(A3(A2’A1’)’)’(2) 四位扫描译码显示电路原理图A1A0 A3A200 01 11 10 00 1 1 1 1 01 1 1 1 1 11 0 0 0 0 1011（3）实验预期结果（LED显示）（由于实验箱损坏，实验时无法得到正确的LED数码管的显示数字，这里仅用预期结果表示）4、自行设计电路在4联装LED数码管同时显示出4个不同的0-7的数字。
使用74LS48上的L1S(Gi)’（i=1，2，3，4）端口。
要使第i个显示器显示i，接逻辑电路Yi，使得Yi只有在Ai表示i时为0，其他时候均为1，将之接为L1S(Gj)’=0（j=i，0表示有效），L1S(Gj)’=1（j≠i）电路图如下：四、心得这次实验电路相对比较复杂，线路较多，容易连错，在失败一次后，终于成功得到了正确的实验结果，并调出了实验波形。
唯一可惜的是，由于实验箱LED数码显示管故障，无法显示最后结果，比较遗憾。
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。
编码器、译码器及数码管显示实验(肖思文)
学院:信息科学与工程学院
专业班级：物联网工程1001
姓名：肖思文 学号：20100810324
编码器、译码器及数码管显示实验实验
报告
基本知识点：
1、组合逻辑电路的分析测试、设计方法和步骤
2、编码器、译码器等常用中规模集成电路的性能及使用方法
3、数码显示、译码器的应用
实验过程：
1、测试变量译码器的逻辑功能
（1）、电路图如图
实验结论：实验现象符合实验预期的结果，实验正确。
2.编码、译码、显示电路的设计
（1）、电路图如图：
此实验在做的过程中还是遇到一点小问题，后来发现是实验导线的问题，后来还是自己完成了。
能够正确的显示了实验结果。
实验总结：
由于这次实验相对于比较简单，做起来也比较顺手，所以实验做的比较快，但是由于对于动态显示不是很清楚和明白，所以在那个地方花了稍微比较多一点的时间去弄懂，这个实验同时加深了自己对实验箱上面连线组成逻辑电路理解。
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实验四编码器、译码器、数码管
一、实验目的
1．掌握编码器、译码器和七段数码管的工作原理和特点。
2．熟悉常用编码器、译码器、七段数码管的逻辑功能和他们的典型应用。
3. 熟悉“数字拨码器”（即“拨码开关”）的使用。
二、实验器材
1. 数字实验箱 1台
2. 集成电路：74LS139、 74LS248、 74LS145、 74LS147、 74LS148 各1片
74LS138 2片
3. 电阻： 200Ω 14个
4. 七段显示数码管：LTS—547RF 1个
三、预习要求
1．复习编码器、译码器和七段数码管的工作原理和设计方法。
2. 熟悉实验中所用编码器、译码器、七段数码管集成电路的管脚排列和逻辑功能。
3. 画好实验用逻辑表。
四、实验原理和电路
按照逻辑功能的不同特点，常把数字电路分成两大类：一类叫做组合逻辑电路，另一类叫做时序逻辑电路。
组合逻辑电路在任何时刻其输出信号的稳态值，仅决定于该时刻各个输人端信号的取值组合。
在这种电路中，输入信号作用以前电路的状态对输出信号无影响。
通常，组合逻辑电路由门电路组成。
（一）组合逻辑电路的分析方法：
a．根据逻辑图，逐级写出函数表达式。
b．进行化简：用公式法或图形法进行化简、归纳。
必要时，画出真值表分析逻辑功能。
（二）组合逻辑电路的设计方法：
从给定逻辑要求出发，求出逻辑图。
一般分以下四步进行。
a．分析要求：将问题分析清楚，理清哪些是输入变量，哪些是输出函数。
进行逻辑变量定义（即定义字母A、B、C、D ……所代表的具体事物）。
b. 根据要求的输入、输出关系，列出真值表。
c. 进行化简：变量比较少时，用图形法；变量多时，可用公式法化简。
化简后，得出逻辑式。
d. 画逻辑图：按逻辑式画出逻辑图。
进行上述四步工作，设计已基本完成，但还需选择元件——数字集成电路，进行实验论证。
值得注意的是，这些步骤的顺序并不是固定不变的，实际设计时，应根据具体情况和问题难易程度进行取舍。
（三）常用组合逻辑电路：
1．编码器
编码器是一种常用的组合逻辑电路，用于实现编码操作。
编码操作就是将具体的事物或状态表示成所需代码的过程。
按照所需编码的不同特点和要求，编码器主要分成二类：
普通编码器和优先编码器。
普通编码器：电路结构简单，一般用于产生二进制编码。
包括： a ．二进制编码器：如用门电路构成的4—2线，8—3线编码器等。
b ．二一十进制编码器：将十进制的0～9编成BCD 码，
优先编码器：当有一个以上的输入端同时输入信号时，普通编码器的输出编码会造成混乱。
为解决这一问题，需采用优先编码器。
如8线—3线集成二进制优先编码器74LS148、10线—4线集成BCD 码优先编码器74LS147等。
2．译码器
译码器也是一种组合逻辑电路。
所谓译码，就是把代码的特定含义“翻译”出来的过程。
实现译码操作的电路称为译码器。
译码器分成两类：
状态译码器：将代码所代表的事物和状态“翻译”出来的译码器。
常用的状态译码器有：集成二进制译码器：2线—4线译码器74LS139，3线—8线译码器74LS138；二—十进制译码器（BCD 码—十进制）74LS145等。
显示译码器：将代码“翻译”成七段数码管的显示码，用来驱动各种数字显示器，如共阴极数码管译码驱动器74LS48和74LS248，共阳数码管译码驱动74LS47和74LS247等。
三、实验容及步骤
（一）译码器实验
1．状态译码实验：
① 将2线-4线译码器74LS139和3线-8译码器74LS138分别插入实验箱的IC 插座中。
② 按图3.1接线，输入G 、B 、A 信号，观察LED 输出 Y 0、Y 1、Y 2、Y 3的状态，并将结果填人表 3.1 中。
（G 是使能端）
③ 按图3.2接线，输入G1、G2A 、G2B 、A 、B 、C 信号，观察LED 输出Y 0～Y 7。
当使能信号G 1、G 2A 、G 2B 满足表3.2条件时，译码器选通。
（G 1、G 2A 、G 2B 是使能端）
图
3.1 74LS139 2-4线译码器 实验电路
逻逻逻逻K1K2K3
VCC
LED
.
VCC Y0Y1Y2Y3
G B
A
GND 1645
678
231
1/2 74LS139图 3.2 74LS138 3-8线译码器
实验电路
④ 译码器扩展，用一片74LS139双2一4线译码器可接成 3—8线译码器。
用两片74LS138 3—8线译码器可组成 4—16线译码器，按图3.3接线，即可完成2—4线、3一8线译码器的扩展。
同样的方法，可
完成更多的N →2N 译码器的扩展功能。
⑤ BCD 码—十进制译码器实验
将BCD 码—十进制译码器74LSl45插入实验箱中，按图3.4接线。
其中BCD 码用数字实验箱的8421码拨码开关产生（8421拨码开关的工作原理见附录E ），74LS145的译码输出Y 0～Y 9与发光二极管LED 相连。
按动拨码开关，观察译码器输出指示灯LED 的显示位置是否和拨码开关所指示的十进制数字一致。
（注：拨码开关的输出端A 、B 、C 、D 也可接到数字
Y0Y1
Y2
Y3
Y4
Y5
Y6
Y7
Y8
Y9
Y10Y11Y12Y13Y14Y15
'
箱的输出指示灯上，以便观察拨码开关的输出BCD 码值）。
2．显示译码实验
将显示译码驱动集成电路74LS248（或74LS48）和共阴极数码管插入实验箱空IC 插座中， 按图3.5接线。
图3.6为共阴极数码管LTS-547RF 管脚排列图（字面向上）。
接通电源后，观察数码管显示结果是否和拨码开关指示数据一致，记录结果。
如不用8421拨码开关，也可用四位逻辑开关代替。
说明：
a. 74LS48和74LS248的引脚和使用方法完全相同，显示字型略有不同。
74LS248较好。
b. 7段数码管部由发光二极管（LED ）组成字型的笔画。
根据LED 的连接方式不同分成共阴型和共阳型两种。
共阴型7段数码管中全部LED 的阴（负）极连接在一起；共阳型7段数码管中全部LED 的阳（正）极连接在一起。
在使用时要正确选择。
c. 7段数码管的dp 为小数点（decimal point ），不参加译码。
G 为公共极，共阳或共阴，两个G 脚部相连。
（二）编码器实验
1．普通编码器实验：根据图3.7所示电路,使用4输入与非门74LS20 组成8—3线普通编码器，其输入接8位逻辑开关，输出A 、B 、C 接输出指示灯LED 。
每个输入信号以低电平为有效信号。
其输入／输出的逻辑关系为：
.
图3.6 7段数码管接脚图
图3.5 显示译码实验电路
00
.
Y 0 = 7531I I I I ⋅⋅⋅ Y 1 = 7
632I I I I ⋅⋅⋅
Y 2 = 7654I I I I ⋅⋅⋅
h g f e ⋅⋅⋅ 由上式可列出真值表如表3.3
所示。
进行实验验证。
表3.3 编码器的真值表
2．10—4线集成优先编码器实验：
将10—4线（十进制—BCD 码）集成优先编码器74LS147插入实验系统IC 空插座中，按照图3.8接线。
其输入接逻辑开关，输出D 、C 、B 、A 接四个输出指示灯LED 。
接通电源，按表3.4要求输入逻辑0—1电平，观察输出结果并填入表3.4中。
（见下页）
3．8—3线集成优先编码器实验：将8—3线集成优先编码器74LS148按上述同样方法进行实验论证。
其接线如图3.9所示。
功能表见表3.5 。
（见下页）
图3.7 与非门组成的编码器实验线路图
六、实验报告要求
1. 整理实验线路图和实验数据、表格。
2. 总结集成电路进行电路扩展的方法。
3. 比较用门电路组成组合逻辑电路和应用专用集成电路各有什么优、缺点。