数字电路实验报告
更新时间:2023-11-12 13:18:01 阅读量: 教育文库 文档下载
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实验一 四位海明校验码的逻辑设计实验二 十六进制译码计数器的设计 实验三 脉冲分频逻辑电路的设计 实验四 八位数据串入并出逻辑设计 实验五 十六位运算器的逻辑设计 实验六 4Kx8bit存储器的25
2 6 10 16 20 计1
设
实验一 四位海明校验码的逻辑设计
实验目的:
掌握海明校验的编码原理以及设计、调试方法,巩固提高组合逻辑知识,培养实际动手能力。掌握总线的应用方法。掌握总线信息出错时发现错我和纠正错我的原理,掌握奇偶校验的原理,掌握海明校验编码原理以及设计、调试方法。 实验要求:
(1) 设计信息位为 4位的内存的海明校验逻辑电路,在读内存储器时,具有一位出 错报错和纠正一位错误的功能。
(2) 为了难其正确性,在读出信息的通路上,要串入造错用逻辑,位数自定。 (3) 奇偶发生器与海明校难器对同一位用一块奇偶校验集成块 实验原理: 检错和校错
由编码理论,任何一种编码是否具有检测和纠错能力,都与编码的最小距离有关,即任何两组合法代码间最少的二进制位数的差异,L-1=D+C(D>=C)L为编码的最小距离,D表示检测错误的位数;C表示纠正错误的位数。
故,8421码不具备检错能力,这是因为它的最小码距为1,当8421码的码字中有一位出错,而产生的错误代码就有可能是另一个码字,这样,无法判断它是否已出错。 8421海明校验码
8421海明校验码由8421码加三位校验码组成.设8421码为I1 I2 I3 I4,三位校验码为:P3 P2 P1,则8421码为下列七位代码:
2
位序 8421海明码 7 6 5 4 3 2 1
I4 I3 I2 P3 I1 P2 P1
校验码的值由下式确定:
P3?I4?I3?I2 P2?I4?I3?I1 P1?I4?I2?I1
由此可得8421海明码的最小码距为3 ,故D=1,C=1,可检测并纠正一位错误。输出时在输出端先求出校验和:
S3?I4?I3?I2?P3 S2?I4?I3?I1?P2 S1?I4?I2?I1?P1
然后判断S3S2S1,如果代码不出错,则S3S2S1=000,否则由S3S2S1构成的二进制数为1位指出出错位。 实验实现:
1.利用Quartus II 工具,画出实验的TTl电路如下图
经过编译仿真之后,仿真波形图如下图:
3
如图看见,当造错数据只与原数据有一位错(1000,0100,0010,0001)时,输出的数据和输入的数据是一样的,通过海明码将错误的一位数据进行了修正。而当没有数位错的时候,yes输出的值变为1,表明在传输过程中,数据位并没有出错。
2.海明校验码的verilog实现 Verilog代码如下
module haiming( num , mistake , out );
input [3:0] num; input [3:0] mistake; output [3:0] out;
wire [2:0] hmnum; wire [2:0] ckhmnum; wire [3:0] misnum;
4
wire [3:0] erbit;
assign hmnum[0] = num[3]^num[1]^num[0], hmnum[1] = num[3]^num[2]^num[0], hmnum[2] = num[3]^num[2]^num[1];
assign ckhmnum[0] = misnum[3]^misnum[1]^misnum[0]^hmnum[0], ckhmnum[1] = misnum[3]^misnum[2]^misnum[0]^hmnum[1], ckhmnum[2] = misnum[3]^misnum[2]^misnum[1]^hmnum[2];
assign misnum[0] = num[0]^mistake[0], misnum[1] = num[1]^mistake[1], misnum[2] = num[2]^mistake[2], misnum[3] = num[3]^mistake[3];
assign erbit[0] = (~ckhmnum[2])&ckhmnum[1]&ckhmnum[0], erbit[1] = ckhmnum[2]&(~ckhmnum[1])&ckhmnum[0], erbit[2] = ckhmnum[2]&ckhmnum[1]&(~ckhmnum[0]), erbit[3] = ckhmnum[2]&ckhmnum[1]&ckhmnum[0];
assign out = erbit ^ misnum; endmodule
5
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