译码器和编码器实验
3 译码器和编码器的仿真实验报告
实验三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VHDL语言设计3-8译码器；2．参照芯片74LS148的电路结构，用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。
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。
一、编码器1.VHDL实现library IEEE;use IEEE.std_logic_1164.all;entity pencoder isport ( i7,i6,i5,i4,i3,i2,i1,i0:in STD_LOGIC;a2,a1,a0,idle:out STD_LOGIC);解码信号输出端低电平有效代码输入端使能输入端end pencoder;architecture pencoder_arch of pencoder issignal h:STD_LOGIC_VECTOR(7 downto 0);beginh(7)<=i7;h(6)<=i6 and not i7;h(5)<=i5 and not i6 and not i7;h(4)<=i4 and not i5 and not i6 and not i7;h(3)<=i3 and not i4 and not i5 and not i6 and not i7;h(2)<=i2 and not i3 and not i4 and not i5 and not i6 and not i7;h(1)<=i1 and not i2 and not i3 and not i4 and not i5 and not i6 and not i7;h(0)<=i0 and not i1 and not i2 and not i3 and not i4 and not i5 and not i6 and not i7;idle<=not i0 and not i1 and not i2 and not i3 and not i4 and not i5 and not i6 and not i7;a0<=h(1) or h(3) or h(5) or h(7);a1<=h(2) or h(3) or h(6) or h(7);a2<=h(4) or h(5) or h(6) or h(7);2.波形图：3.逻辑图：4.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。
实验2编码器、译码器
实验二编码器、译码器一、实验目的1、掌握编码器和译码器的工作原理；2、熟悉常用编码器和译码器的逻辑功能与典型应用。
二、实验仪器及设备1、EEL-II型电工电子实验台2、数字电路实验箱3、万用表4、集成器件74LS148、74LS138等三、实验内容及步骤1、编码器实验：测试74LS148的逻辑功能输入接数据开关，输出接显示器件（如发光二极管），将测试结果填入下表。
2、译码器实验：（1）测试74LS138的逻辑功能（2） 用74LS138实现Z A B C A B C A B C A B C =⋅⋅+⋅⋅+⋅⋅+⋅⋅。
四、实验报告1、画出实验线路，记录实验数据；2、对实验结果进行分析、讨论。
五、器件介绍1、 8-3线优先编码器74LS1488个信号输入端、3个二进制码输出端、输入使能端EI 、输出使能端EO 、优先编码工作状态标志GS 。
输入、输出均为低电平有效。
输入使能端ST ：允许编码器工作的控制端。
输出使能端S Y ：方便扩展，组成更多输入端的优先编码器。
优先编码工作状态标志EX Y ：是否存在有效输入的工作状态标志端。
注意：74*148和CD4532输入、输出正相反，即CD4532均为高电平有效。
2、 3-8线译码器74LS138A 2、A 1、A 0为二进制译码输入端， 为译码输出端（低电平有效），G 1、 、 为选通控制端。
当G 1＝1、 时，译码器处于工作状态；当G 1＝0、=1时，译码器处于禁止状态。
70~Y Y 2A G 2B G 22A B G G +220A B G G +=。
实验四 编码器译码器
实验四译码器及其应用一、实验目的1.验证编码器、译码器的逻辑功能。
2.熟悉常用编码器、译码器的逻辑功能。
3.利用译码器设计组合逻辑电路。
二、实验原理1.编码器编码器也是组合电路的一部分。
编码器就是实现编码操作的电路,编码实际上是和译码相反的过程。
按照被编码信号的不同特点和要求,编码器也分成三类：（1）二进制编码器：如用门电路构成的4-2线,8-3线编码器等。
（2）二-十进制编码器：将十进制的0 ~ 9编成BCD码,如：10线十进制-4线BCD码编码器74LS147等。
（3）优先编码器：如8-3线优先编码器74LS148等2.译码器译码器是组合电路的一部分。
所谓译码,就是把代码的特定含义“翻译”出来的过程,而实现译码操作的电路称为译码器。
译码器分成三类：（1）二进制译码器：如中规模2-4线译码器74LS139,3-8线译码器74LS138等。
（2）二-十进制译码器：实现各种代码之间的转换,如BCD码-十进制译码器74LS145等。
（3）显示译码器：用来驱动各种数字显示器,如共阴数码管译码驱动74LS48（或74LS248）共阳数码管译码驱动74LS47（或74LS247）等。
三、实验内容与步骤1.编码器实验（1）将10线-4线（十进制――BCD码）编码器74LS147集成片插入IC空插座中,管脚排列图见图11。
输入端1~9通过开关接高低电平（开关开为“1”、关为“0”）,输出Q D、Q C、Q B、Q A接LED发光二极管。
接通电源,按表3输入各逻辑电平,观察输出结果并填入表3中。
图11 74LS147管脚排列图表3 十进制/BCD编码器功能表注：表中×为状态随意表4 8线-3线编码器功能表注：表中×为状态随意（2）将8线-3线优先编码器74LS148集成片插入IC空插座中,按上述同样方法进行实验论证。
管脚排列图见图12。
按表4输入各逻辑电平,观察输出结果并填入表4中。
图12 74LS148管脚排列图2.译码器实验（1）将二进制2-4线译码器74LS139插入IC空插座中,管脚排列图见图13。
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。
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。
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。
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实验三译码器和编码器
一实验目的
1. 掌握译码器、编码器的工作原理和特点。
2. 熟悉常用译码器、编码器的逻辑功能和它们的典型应用。
二、实验原理和电路
按照逻辑功能的不同特点，常把数字电路分两大类：一类叫做组合逻辑电路，另一类称为时序逻辑电路。
组合逻辑电路在任何时刻其输出的稳态值，仅决定于该时刻各个输入信号取值组
合的电路。
在这种电路中，输入信号作用以前电路所处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。
组合逻辑电路的分析方法：根据逻辑图进行二步工作：
a. 根据逻辑图，逐级写出函数表达式。
b. 进行化简：用公式法、图形法或真值表进行化简、归纳。
组合逻辑电路的设计方法：就是从给定逻辑要求出发，求出逻辑图。
一般分四步进行。
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。
b. 列真值表。
c. 进行化简：变量比较少时，用图形法。
变量多时，可用公式化简。
d. 画逻辑图：按函数要求画逻辑图。
进行前四步工作，设计已基本完成，但还需选择元件——集成电路，进行实验论证。
值得注意的是，这些步骤并不是固定不变的程序，实际设计时，应根据具体情况和问题难易程度进行取舍。
1. 译码器
译码器是组合电路的一部分，所谓译码，就是把代码的特定含义“翻译”出来的过程，而实现
译码操作的电路称为译码器。
译码器分成三类：
a. 二进制译码器：如中规模 2 —4 线译码器74LS139 。
，3 —8 线译码器74LS138 等。
b. 二—十进制译码器：实现各种代码之间的转换，如BCD 码—十进制译码器74LS145 等。
c. 显示译码器：用来驱动各种数字显示器，如共阴数码管译码驱动74LS48 ，（74LS248 ），共阳数码管译码驱动74LS47 （74LS247 ）等。
2. 编码器
编码器也是组合电路的一部分。
编码器就是实现编码操作的电路，编码实际上是译码相反的
过程。
按照被编码信号的不同特点和要求，编码器也分成三类：
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—十进制编码器：将十进制的0～9 编成BCD 码，如：10 线十进制—4 线BCD 码编码
器74LS147 等。
c. 优先编码器：如8—3 线优先编码器74LS148 等。
三、实验内容及步骤
1. 译码器实验
（1）将二进制2-4 线译码器74LS139 ，及二进制3-8 译码器74LS138 分别插入实验系统IC 空插座中。
按图1.3.1 接线，输入G、A、B 信号（开关开为“1 ”、关为“0”），观察LED 输出Yo、Y 1、Y 2、Y3 的状态(亮为“1”，灭为“0”)，并将结果填入表 1.3.1 中。
表1.3.1 74LS139 2-4 线译码器功能表
输入输出
G B A Y
o Y1 Y Y
2 3
图1.3.1 74LS139 2-4 线译码器实验线路
1 ××
0 0 0
0 0 1
0 1 0
0 1 1
1 1 1 1
表1.3.2 74LS138 3-8 线译码器功能表
输入输出使能选择
G1 G2=
（G2A+G2B ）
C B A YO Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7
× 1 ××× 1 1 1 1 1 1 1 1
0 ×××× 1 1 1 1 1 1 1 1
图1.3.2 74LS138 3-8 线译码实验线路 1 0 0 0 0
按图1.3.2 接线，使能信号G1，G2A ，G2B 1 0 0 0 1
满足表 1.3.2 条件时（开关开为“1 ”、关为“0 ”）， 1 0 0 1 0
译码器选通。
输入G1、G2A 、G 2B、A、B、C 1 0 0 1 1
信号（开关开为“ 1、”关为“0 ” ），观察LED 输 1 0 1 0 0
出Yo～Y7 (亮为“1，”灭为“0”)。
1 0 1 0 1
（2）将BCD 码—十进制译码器74LS145 1 0 1 1 0
插入实验箱中，按图 1.3.3 接线。
其中BCD 1 0 1 1 1
码是用XK 系列实验系统的8421 码拨码开关，
输出“0～9”与发光二极管LED 相连。
按动拨码开关，观察输出LED 是否和拨码开关所指示的十
进制数字一致。
（3）将译码驱动器74LS48 （或74LS248 ）和共阴极数码管LC5011-11 （547R ）插入实
验箱空IC 插座中，按图 1.3.5 接线。
图 1.3.4 为共阴极数码管管脚排列图。
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( )。
如实验箱中无
8421 码拨码开关，可用四位逻辑开关代替。
图1.3.3 BCD 码—十进制译码器实验线路图图1.3.4 共阴极数码管LC5011-11 管脚排
列图
图1.3.5 译码显示实验图
2. 编码器
（1）将10-4 线（十进制-BCD 码）优先编码器74LS147 插入实验系统IC 空插座中，按照图1.3.6 接线，其中输入接9 位逻辑0-1 开关，输出QD、QC 、QB 、QA 接4 个LED 发光二极管。
接通电源，按表 1.3.3 输入各逻辑电平（开关开为“ 1 ”、关为“0”），观察输出结果并填入表1.3.3 中(亮为“1”，灭为“0 ”)。
（2）将8-3 线八进制优先编码器按上述同样方法进行实验论证。
其接线图如图 1.3.7 所示。
功能表见表 1.3.4 。
表1.3.3 十进制/BCD 码编码器功能表
输入输出
1 2 3 4 5 6 7 8 9 Q D Q C Q B
Q A
图1.3.6 10-4 线编码器实验接线图
1 1 1 1 1 1 1 1
1
××××××××0
×××××××0 1
××××××0 1 1
×
1 1 1 1
×××××0 1 1 1
：
××××0 1 1 1 1
状
×××0 1 1 1 1 1
态
××0 1 1 1 1 1 1
随
×0 1 1 1 1 1 1 1
意
1.3.4 8/3 线优先编码器功能表
0 1 1 1 1 1 1 1
表
1
输入输出
E 0 1 2 3 4 5 6 7 Q C Q B E O
1
Q A G S
1 ×××××××× 1 1 1 1 1
0 1 1 1 1 1 1 1 1
0 ×××××××0
0 ××××××0 1
0 ×××××0 1 1
0 ××××0 1 1 1
图 1.3.7 8-3 线编码器实验接线图0 ×××0 1 1 1 1
0 ××0 1 1 1 1 1×
0 ×0 1 1 1 1 1 1 ：
0 0 1 1 1 1 1 1 1 状
态
随
意
四、实验器材
1.X K 系列数字电子技术实验系统 1 台
2. 直流稳压电源 1 台
3. 集成电路：74LS138 2 片
74LS147 、74LS148 、74LS248 、74LS139 、74LS145 各 1 片
4. 显示器LC5011-11 1 片
五、预习要求
1. 复习译码器、编码器的工作原理和设计方法。
2. 熟悉实验中所用译码器、编码器集成电路的管脚排列和逻辑功能。
3. 画好实验用逻辑状态表。
六、实验报告要求
1. 整理实验线路图和实验数据、表格。
2. 总结用集成电路进行各种扩展电路的方法。
3. 比较用门电路组成组合电路和应用专门集成电路各有什么优缺点。
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