fpga38译码器实验报告

问题解析与解题方法

问题分析：

设计一个哈夫曼编码、译码系统。对一个ASCII编码的文本文件中的字符进行哈夫曼编码，生成编码文件；反过来，可将编码文件译码还原为一个文本文件。 （1） 从文件中读入任意一篇英文短文（文件为ASCII编码，扩展名为txt）；

（2） 统计并输出不同字符在文章中出现的频率（空格、换行、标点等也按字符处理）； （3） 根据字符频率构造哈夫曼树，并给出每个字符的哈夫曼编码；

（4） 将文本文件利用哈夫曼树进行编码，存储成压缩文件（编码文件后缀名.huf） （5） 用哈夫曼编码来存储文件，并和输入文本文件大小进行比较，计算文件压缩率； （6） 进行译码，将huf文件译码为ASCII编码的txt文件，与原txt文件进行比较。

根据上述过程可以知道该编码译码器的关键在于字符统计和哈夫曼树的创建以及解码。

哈夫曼树的理论创建过程如下： 一、构成初始集合

对给定的n个权值{W1,W2,W3,...,Wi,...,Wn}构成n棵二叉树的初始集合

F={T1,T2,T3,...,Ti,...,Tn}，其中每棵二叉树Ti中只有一个权值为Wi的根结点，它的左右子树均为空。 二、选取左右子树

在F中选取两棵根结点权值

实验三：3-8译码器的设计

一、实验目的

1、学习Quartus II 7.2软件设计平台。 2、了解EDA的设计过程。

3、通过实例，学习和掌握Quartus II 7.2平台下的文本输入法。

4、学习和掌握3-8译码器的工作和设计原理。 5、初步掌握该实验的软件仿真过程。 二、实验仪器

PC机，操作系统为Windows7/XP，本课程所用系统均为WindowsXP（下同），Quartus II 7.2设计平台。 三、实验步骤

1、创建工程，在File菜单中选择New Project Wizard，弹出对话框

如下图所示

在这个窗口中第一行为工程保存路径，第二行为工程名，第三行为顶层文件实体名，和工程名一样。

2、新建设计文本文件，在file中选择new，出现如下对话框：

选择VHDL File 点击OK。

3、文本输入，在文本中输入如下程序代码：

library ieee;

use ieee.std_logic_1164.all;

entity variable_decoder is port(A:in STD_LOGIC; B:in STD_LOG

实验四 PCM编译码器

一、实验原理

抽样定理在通信系统、信息传输理论方面占有十分重要的地位。抽样过程是模拟信号数字化的第一步，抽样性能的优劣关系到通信设备整个系统的性能指标。

利用抽样脉冲把一个连续信号变为离散时间样值的过程称为抽样，抽样后的信号称为脉冲调幅（PAM）信号。

抽样定理指出，一个频带受限信号m(t)，如果它的最高频率为fh，则可以唯一地由频率等于或大于2fh的样值序列所决定。在满足抽样定理的条件下，抽样信号保留了原信号的全部信息。并且，从抽样信号中可以无失真地恢复出原始信号。通常将语音信号通过一个3400 Hz低通滤波器（或通过一个300～3400Hz的带通滤波器），限制语音信号的最高频率为3400Hz，这样可以用频率大于或等于6800 Hz的样值序列来表示。

实际上，设计实现的滤波器特性不可能是理想的，对限制最高频率为3400Hz的语音信号，通常采用8KHz抽样频率。这样可以留出一定的防卫带（1200Hz）。当抽样频率fs低于2倍语音信号的最高频率fh，就会出现频谱混迭现象，产生混迭噪声，影响恢复出的话音质量。

在抽样定理实验中，采用标准的8KHz抽样频率，并用函数信号发生器产生一个频率为fh的信号来代替实际语音信号。通过改

昆 明 学 院

2013 届毕业论文（设计） 论文（设计）题目 基于FPGA的HDB3码的编码器 与译码器设计（软件设计）

子课题题目

姓 名 周艳 学 号 201004090147 所属院系 自动控制与机械工程学院

专业年级 2010级通信技术1班

指导教师 任杰

2013年 5月

基于FP GA的HDB3码的编码器与译码器设计（软件设计）

摘 要

HDB3码是基带传输码型之一，因为它具有无直流分量、低频分量少、连0数不超过3个这些特点，所以有利于信号的恢复和检验，所以HDB3码被广泛应用到井下电缆遥传系统以及高速长距离书记通信中等。FPGA具有成本低、可靠性高、开发周期短、可重复编程等特点。利用EDA技术，可对其实现硬件设

昆 明 学 院

2013 届毕业论文（设计） 论文（设计）题目 基于FPGA的HDB3码的编码器 与译码器设计（软件设计）

子课题题目

姓 名 周艳 学 号 201004090147 所属院系 自动控制与机械工程学院

专业年级 2010级通信技术1班

指导教师 任杰

2013年 5月

基于FP GA的HDB3码的编码器与译码器设计（软件设计）

摘 要

HDB3码是基带传输码型之一，因为它具有无直流分量、低频分量少、连0数不超过3个这些特点，所以有利于信号的恢复和检验，所以HDB3码被广泛应用到井下电缆遥传系统以及高速长距离书记通信中等。FPGA具有成本低、可靠性高、开发周期短、可重复编程等特点。利用EDA技术，可对其实现硬件设

昆 明 学 院

2013 届毕业论文（设计） 论文（设计）题目 基于FPGA的HDB3码的编码器 与译码器设计（软件设计）

子课题题目

姓 名 周艳 学 号 201004090147 所属院系 自动控制与机械工程学院

专业年级 2010级通信技术1班

指导教师 任杰

2013年 5月

基于FP GA的HDB3码的编码器与译码器设计（软件设计）

摘 要

HDB3码是基带传输码型之一，因为它具有无直流分量、低频分量少、连0数不超过3个这些特点，所以有利于信号的恢复和检验，所以HDB3码被广泛应用到井下电缆遥传系统以及高速长距离书记通信中等。FPGA具有成本低、可靠性高、开发周期短、可重复编程等特点。利用EDA技术，可对其实现硬件设

基于FPGA实现LDPC解码

基于,-./的规则0123456-7码译码器

厦门大学电子工程系!F*!GGH"李智明

摘

王琳范雷肖旻

要!基于软判决译码规则#采用完全并行的解码结构#使用U/0;-8.硬件描述语言#在V;-;<W

公司的X&+Y$U;0C/WB"W?:!GGG%上实现了码率为!Z"&帧长为"G7;C的规则$F3*%$%&’码的译码器#最大传输速率可达"G[7D>’对$%&’码的实际应用具有重要的推动作用(

关键词!$%&’码变量节点校

验检点因子图译码

在通信系统中纠错码被用来提高信道传输的可靠性和功率利用率!低密度奇偶校验码#$%&’码(是目前最逼近香农限的一类纠错码"!)*"年!+,--,./01!2首次提出了$%&’码的古典模型3即规则#0/.4-,0$的$%&’码%

#!"#"$5!校验矩阵%具有恒定的列重量和行重量&$%&’

码由于比64078码更接近香农限的误码率性能1"2和完全并行的迭代译码算法使其比64078码在部分场合具有更广泛的应用前景!从而使$%

数据选择器、译码器、全加器实验

一、实验目的

1、熟悉数据选择器的功能。

2、熟悉译码器的工作原理和使用方法。

3、设计应用译码器，进一步加深对它的理解。 4、学习用中规模集成电路的设计方法。 二、实验所用仪器和芯片 1、双4选1数据选择器 2、双2线-4线译码器

74LS153 1片 74LS139 2片

3、四两输入与非门 74LS00 1片 3、TEC-5(TDS-2)实验系统 1台 三、实验内容

1、用Quartus II设计一个4选1的数据选择器

4个输入端输入4组周期不同的信号，改变数据选择引脚的电平和使能端（低电平有效）的电平，产生四种不同的组合，观察每种组合下数据选择器的的输出信号情况； 2、用2线-4线译码器设计一个3线-8线译码器，框图如下：

D0A2A1A0GBAGBAY0Y1Y2Y3BAGY0Y1Y2Y3Y0Y1Y2Y3

3、用数据选择器（1片74LS153）设计实现一位全加器，实现电路并验证其正确性。

附74LS153和74LS139管脚图

输入

数据选择器、译码器、全加器实验

一、实验目的

1、熟悉数据选择器的功能。

2、熟悉译码器的工作原理和使用方法。

3、设计应用译码器，进一步加深对它的理解。 4、学习用中规模集成电路的设计方法。 二、实验所用仪器和芯片 1、双4选1数据选择器 2、双2线-4线译码器

74LS153 1片 74LS139 2片

3、四两输入与非门 74LS00 1片 3、TEC-5(TDS-2)实验系统 1台 三、实验内容

1、用Quartus II设计一个4选1的数据选择器

4个输入端输入4组周期不同的信号，改变数据选择引脚的电平和使能端（低电平有效）的电平，产生四种不同的组合，观察每种组合下数据选择器的的输出信号情况； 2、用2线-4线译码器设计一个3线-8线译码器，框图如下：

D0A2A1A0GBAGBAY0Y1Y2Y3BAGY0Y1Y2Y3Y0Y1Y2Y3

3、用数据选择器（1片74LS153）设计实现一位全加器，实现电路并验证其正确性。

附74LS153和74LS139管脚图

输入

实验十六 译码器及数据选择器

一、实验目的1.熟悉集成译码器。 2.了解集成译码器应用。 3.熟悉数据选择器的原理及使用方法。

二、实验设备及器件1. 数字示波器 1台 2. 现代电子技术实验台 1套 实验器件: 74LS139 2—4 线译码器 1 片 (A41) 74LS153 双4 选1 数据选择器 1 片 (A42) 74LS04 六反相器 1 片 (A11)

实验十六 译码器及数据选择器

三、 实验原理1. 译码器 译码器的逻辑功能是将每个输入的二进制代码译成对 应的输出高,低电平信号。常见的译码器有二进制译码器, 十进制译码器和显示译码器等。 输入的2位二进制码共有4种状态, 译码器将每个输入代码译成对应 的一根输出线上的高,低电平信号。 为使能端,低电平有效 。它既 可控制电路的工作,也可用于扩展 逻辑功能。 =0时,2—4译码器工作; =1时,电路被禁止,输出全部为高 电平,输出状态与输入数据无关,BA 可视作二进制数据,B为高位,A为低 位,与输出Y0~Y3对应。

实验十六 译码器及数据选择器

实

2. 数据选择器

数据选择器又称多路选择器,多路开关。它是一个多输 入,单输出电路。数据选择器在地址码(或叫选择控制)电平的 控制下,从几个数据