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引言随着科学技术的发展和高新技术的广泛应用，电子技术在国民经济的各个领域所起的作用越来越大，并深深地渗透到人们的生活、工作、学习的各个方面。
新的世纪已经跨入以电子技术为基础的信息化社会，层出不穷的电子新业务、电子新设施几乎无处不在、举目可见。
作为一名微电子学专业的大学生，尽快地学习和掌握电子技术基础知识和技能是一项基本的任务。
为了更好地将理论和实际相结合，也为了增强动手能力，同时加深对理论知识的理解，笔者进行了十线－四线优先编码器的设计。
1设计原理分析1.1 编码器介绍用数字或文字对一组事件进行编号排队的过程称为编码。
如邮政编码、宿舍房间编码、计算机键盘上键的编码等等。
编码器是以数字化信息将角度、长度、速度等物理量的信息以数字量0、1编码的方式输出的传感器，由于其具有高精度,大量程测量,反应快,数字化输出特点;体积小,重量轻,机构紧凑,安装方便,维护简单,工作可靠等优良特点，故成为当今工业控制系统备受青睐及不可或缺的一部分。
编码器是由若干个与非门组合而成的，输入端是各事件代号，如n个事件用Y0～Yn-1表示，输出端是相应的二进制各位值N0～Nk-1，2k-1=Yn-1。
编码器分二进制编码器和十进制编码器，各种译码器的工作原理类似，设计方法也相同。
集成二进制编码器和集成十进制编码器均采用优先编码方案。
下面介绍一些编码器的相关概念：二进制编码器：实现以二进制数进行编码的电子电路称二进制编码器。
n位二进制数可对2n个事件进行编码，如8位计算机中地址寄存器是8位，可对28＝256个指令进行编码。
二—十进制编码器：用4位二进制对十进制的10个数字0～9进行编码的电路称二－十进制编码器，常用的是8421加权码，简称BCD码。
输入是10个有效数字0～9，输出是10个4位二进制代码0000～1001。
本次设计所做的10线-4线编码器就是其中一种。
优先编码器：在使用二进制编码器和二－十进制编码器中，当两个以上信号同时输入编码器时将产生错误码输出，而优先编码器则对输入信号依照规定的先后顺序进行编码。
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。
8-3优先编码器⾸先，实现可以参考这篇博客我的代码跟⽹上的是⼀样的，师兄给出了其他写法，有空再补。
module coder_83(input [7:0] data_in,input en_in_n,output reg [2:0] code_out,output reg en_out,output reg state);always@(en_in_n or data_in) beginif(en_in_n) begincode_out <= 3'b111;en_out <= 1;state <= 1;endelse if (data_in[7] == 0) begincode_out <= 3'b000;en_out <= 1;state <= 0;endelse if (data_in[6] == 0) begincode_out <= 3'b001;en_out <= 1;state <= 0;endelse if (data_in[5] == 0) begincode_out <= 3'b010;en_out <= 1;state <= 0;endelse if (data_in[4] == 0) begincode_out <= 3'b011;en_out <= 1;state <= 0;endelse if (data_in[3] == 0) begincode_out <= 3'b100;en_out <= 1;state <= 0;endelse if (data_in[2] == 0) begincode_out <= 3'b101;en_out <= 1;state <= 0;endelse if (data_in[1] == 0) begincode_out <= 3'b110;en_out <= 1;state <= 0;endelse if (data_in[0] == 0) begincode_out <= 3'b111;en_out <= 1;state <= 0;endelse if (data_in == 8'b11111111) begincode_out <= 3'b111;en_out <= 0;state <= 1;endelse begin // in case of genetaring latch, while many examples ignore this stepcode_out <= 3'b111;en_out <= 1;state <= 1;endendendmodule以及testbench`timescale 1ns/1psmodule coder_83_tb();reg [7:0] data_in;reg en_in_n, clk;wire en_out;wire state;wire [2:0] code_out;coder_83 u_coder_83(.data_in(data_in),.en_in_n(en_in_n),.en_out(en_out),.state(state),.code_out(code_out));always #20 clk = ~clk;always@(posedge clk) beginif(!data_in)data_in <= 8'b11111111;elsedata_in <= data_in << 1;endinitial beginclk = 0;data_in = 8'b11111111;en_in_n = 1;# 100 en_in_n = 0;# 5000 en_in_n = 1;endendmodule但是vivado综合的时候就很奇怪，出现了⼀个ROM。
74LS148优先编码器1．编码的概念下图是医院病房中常见的一种请求显示电路n个开关K1K2┈K n接至n张病床n个指示灯接至护士办公室病员可以通过按动开关呼叫护士（因疼痛或树叶即将结束等原因），某一开关一旦合上，相应的安装在护士办公室的指示灯亮，护士马上就会过来处理。
该电路的优点是简单、可靠，缺点是用线太多。
如某病区有200张病床，那就会有200根线接到护士办公室。
用编码的办法就可大大减少用线的根数。
下图是由四个与非门，15个开关组成的16-4线编码带电路。
如果加一个与非门可得到32-5线编码电路。
当15个开关全部断开时，四个与非门的输入为全为1，当仅有闭合时当仅有闭合时当仅有闭合时该电路的主要缺点是：任何时候只允许一个开关合上，才能得到正确的编码，如果两个或更多的开关合上，如和合上与单独合上时得到同一个0011的编码。
所以上图电路没有实用价值。
2．优先的概念例：某医院有、、、号病室四间，是重症监护病房需特别护理，其余依次为重点病房、普通护理病房和康复护理病房，设计一个优先请求显示电路，其优先级别依次为最高、次高、较低和最低。
在四个病房各安一个开关、、、，0表示有请求，1表示没有请求；在护士病房安四个指示灯，1表示灯亮，0表示灯暗。
当时（），亮（），其余三个灯暗，无论这三个病房有无请求。
当无请求时（），如果则才会亮，此时都不会亮列出真值表如下：该真值表只有五行，是一个简化的真值表，其实四变量真值表从0000到1111应该有16行。
表中第2行其实包含8行，这8行其余三个变量从000、001111即0000、00010111（这八行最小项之和为）从简化的真值表上我们直接写出读者可自行列出完整的真值表（16行）并写出的最简与或表达式，看与上述表达式是否一致。
实现上述逻辑功能的逻辑图如下：3. 74LS148优先编码器在优先编码器电路中，允许同时输入两个以上的编码信号。
不过在设计优先编码器时已经将所有的输入信号按优先顺序排了队，当几个输入信号同时出现时，只对其中优先权最高的一个进行编码。
编码器的基本原理及应用编码器是一种数字电路或系统，用于将输入信号转换成对应的编码输出。
它的基本原理是根据输入信号的特征进行识别和转换，以达到信息传输、数据存储和信号处理等多种应用。
编码器有很多种类，其中常见的有优先编码器、旋转编码器、格雷码编码器等。
1.优先编码器：优先编码器是一种将N个输入信号转换成M位编码输出的电路，其中M可以小于等于N。
当多个输入信号同时为高电平时，优先编码器会自动优先选择最高位的输入进行编码，并生成对应的M位二进制编码输出。
优先编码器常用于独占资源的多路选择器、状态转换器等应用场景。
2.旋转编码器：旋转编码器是一种将旋钮或编码盘的位置转换成数字编码输出的设备，常用于测量旋转位置和采集用户输入。
旋转编码器通常由一个固定的中心轴和一个旋转的编码盘组成，编码盘上有一定数量的凸起或凹槽形成的编码环。
旋转编码器通过监听编码环的状态变化来识别旋转方向和步长，然后将旋转信息转换成相应的数字输出。
3.格雷码编码器：格雷码编码器是一种将二进制数字转换成格雷码输出的电路，其中格雷码是一种相邻数字变化只有一位的码制。
在格雷码编码器中，输入二进制数字通过特定的编码逻辑电路转换成相应的格雷码输出。
格雷码编码器常用于数字转换器、通信系统和旋转编码器等应用。
编码器的应用非常广泛，其中一些常见的应用包括：1.数字通信系统：在数字通信系统中，编码器用于将声音、视频或其他类型的信号转换成数字编码进行传输。
编码器能够使信号压缩、增强容错能力和提高传输速率。
2.数据存储系统：在数据存储系统中，编码器用于将数据转换成数字编码进行存储。
编码器能够使数据压缩、提高存储密度和保障数据的完整性。
3.传感器信号处理：在传感器信号处理中，编码器用于将传感器输出的模拟信号转换成数字编码进行处理和分析。
编码器能够使传感器信号数字化、提高精度和减少干扰。
4.数字电路设计：在数字电路设计中，编码器用于实现多路选择器、状态转换器和逻辑门等复杂电路。
实验3编码器译码器及应用电路设计引言：编码器和译码器是数字电路中常用的电路模块。
它们分别用于将逻辑信号转换为编码信号和将编码信号转换为逻辑信号。
本实验将介绍编码器、译码器的基本原理以及它们的应用电路设计。
一、编码器的原理及应用编码器是一种多输入、多输出的逻辑电路。
它根据输入的逻辑信号，将其编码成对应的输出信号。
常见的编码器有BCD二进制编码器、优先编码器、旋转编码器等。
1.BCD二进制编码器BCD二进制编码器是一种将BCD码转换为二进制码的电路。
BCD码是由4位二进制数表示的十进制数。
BCD编码器可以将输入的BCD码（0-9）转换为对应的二进制码（0000-1001）。
2.优先编码器优先编码器是一种将多个输入信号优先级编码成二进制输出的电路。
它可用于实现多路选择器和多路复用器等电路。
优先编码器将输入的信号进行优先级编码，并将最高优先级的信号对应的二进制码输出。
3.旋转编码器旋转编码器是一种可以检测旋转方向和位移的编码器。
它通常用于旋转开关、旋钮等输入设备的位置检测。
旋转编码器可以将旋转输入转换为相应的编码输出信号，以便进行方向和位移的判断。
二、译码器的原理及应用译码器是一种将编码信号转换为对应的逻辑信号的逻辑电路。
它与编码器相反，根据输入的编码信号选择对应的输出信号。
常见的译码器有BCD译码器、行列译码器等。
1.BCD译码器BCD译码器是一种将BCD编码转换为对应的逻辑信号的电路。
它可以将输入的BCD编码（0000-1001）转换为对应的输出信号（0-9）。
BCD译码器可以用于显示数字、控制LED灯等应用。
2.行列译码器行列译码器是一种多输入、多输出的译码器。
它常用于矩阵键盘、扫描式显示器等应用中。
行列译码器可以将输入的行列编码转换为对应的输出信号，以实现输入设备和输出设备之间的数据传输。
1.4位BCD码转换为二进制码的电路设计该电路可以将输入的4位BCD码转换为对应的二进制码。
采用BCD二进制编码器进行设计，具体连接方式如下：-将4个BCD输入信号与编码器的输入端相连；-将编码器的输出信号与对应的二进制码输出端相连。
