数字电路实验报告

目录

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：

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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:

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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;

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