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。

实验四组合逻辑电路设计（编码器和译码器）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。

二、【实验原理】1.编码器编码器是组合电路的一部分，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0~9编程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，如共阴数码管译码器驱动74LS48，共阳数码管译码驱动74LS47等。

三、【实验内容与步骤】1.编码器实验将10—4线（十进制—BCD码）编码器74LS147集成片插入IC空插座中，管脚排列如下图4-1所示。

按下图4-2接线，其中输入端1~9通过开关接高低电平（开关开为“1”、开关关为“0”），输出QD、QC、QB、QA接LED发光二极管。

接通电源，按表输入各逻辑电平，观察输出结果并填入表4-1中。

图4-1 74LS147集成芯片管脚分布图图4-1 10—4线（十进制—BCD码）编码器接线图表4-1十进制—BCD码编码器功能表输入输出1 2 3 4 5 6 7 8 9 QD QC QB QA 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 ××××××××0×××××××0 1××××××0 1 1×××××0 1 1 1××××0 1 1 1 1×××0 1 1 1 1 1××0 1 1 1 1 1 1×0 1 1 1 1 1 1 10 1 1 1 1 1 1 1 1注：表中×为状态随意。

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。

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。