pam編解碼器實驗報告
① PCM編譯碼系統由哪些部分構成各部分的作用是什麼
PCM
編解碼系統由哪些部分構成
?
各部分的作用是什麼
?
回答:
其中,低通濾波器:把話音信號帶寬限制為
3.4KHz
,把高於這個頻率的信號過濾掉。
抽樣:
對模擬信號以其信號帶寬
2
倍以上的頻率進行周期性的掃描,
把時間上連續的信號變
成時間上離散的信號。
量化:把經抽樣得到的瞬時值進行幅度離散化,即指定
M
個規定的電平,把抽樣值用最接
近的電平標示。
編碼:用二進制碼組表示有固定電平的量化值。
解碼:與編碼器的作用相反,把收到的
PCM
信號還原成相應的
PAM
信號,實現數模變換
② 電工電子技術 電路分析 數字電路組合邏輯電路設計 實驗報告思考題解答
其實就是解碼器和編碼器的相互轉換。
並到串的意思就是8-3編碼器
再串到並就是3-8解碼器。
好好看看書本的介紹吧。
③ c++數據結構哈夫曼編碼問題
我們也有這個實驗,只有生成樹和編碼的後面可以自己做哦!
#include<iostream>
#include<cstring>
using namespace std;
const char ch[] = { 'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F', 'G', 'H', 'I', 'J', 'K', 'L',
'M', 'N', 'O', 'P', 'Q', 'R', 'S', 'T', 'U', 'V', 'W', 'X', 'Y', 'Z' };
const double w[] = { 8.19, 1.47, 3.83, 3.91, 12.25, 2.26, 1.71, 4.57, 7.10,
0.14, 0.41, 3.77, 3.34, 7.06, 7.26, 2.89, 0.09, 6.85, 6.36, 9.41, 2.58,
1.09, 1.59, 0.21, 1.58, 0.08 }; //百分比%
const int n = sizeof(w) / sizeof(w[0]);
const double MAX = 10000;
struct element {
double weight; // 字元出現的概率為實數
int lchild, rchild, parent;
};
void HuffmanCode(element huffTree[], int n) {
for (int i = 0; i < n; i++) {
string strc="";
int j = i,t=0; //暫存i,不破壞循環變數
while (huffTree[j].parent != 0) {
if (huffTree[huffTree[j].parent].lchild == j)
strc = '1'+strc;
else
strc = '0'+strc;
j = huffTree[j].parent;
t++;
}
cout << ch[i] << ":"+strc;
for(t=12-t;t>0;t--)cout<<" ";
if(i%6==5)cout<<endl;
}
}
void Select(element huffTree[], int& i1, int& i2) {
double MIN1 = MAX, MIN2 = MAX;
for (int i = 0; i < 2 * n - 1; i++) {
if ((huffTree[i].parent == 0) && (huffTree[i].weight != 0)) {
if ((huffTree[i].weight < MIN1) || (huffTree[i].weight < MIN2)) {
if (MIN1 < MIN2) {
MIN2 = huffTree[i].weight;
i2 = i;
} else {
MIN1 = huffTree[i].weight;
i1 = i;
}
}
}
}
}
void HuffmanTree(element huffTree[], const double w[]) {
for (int i = 0; i < 2 * n - 1; i++) {
huffTree[i].parent = 0;
huffTree[i].lchild = 0;
huffTree[i].rchild = 0;
}
for (int i = 0; i < n; i++)
huffTree[i].weight = w[i];
for (int k = n; k < 2 * n - 1; k++) {
int i1 = -1, i2 = -1;
Select(huffTree, i1, i2);
huffTree[i1].parent = k;
huffTree[i2].parent = k;
huffTree[k].weight = huffTree[i1].weight + huffTree[i2].weight;
huffTree[k].lchild = i1;
huffTree[k].rchild = i2;
}
}
element huffTree[2 * n - 1];
int main() {
HuffmanTree(huffTree, w);
HuffmanCode(huffTree, n);
return 0;
}
④ 我們有個數據結構的哈夫曼編碼解碼的課程設計,你能幫幫我嗎
樹和哈夫曼樹實驗報告
一.實驗目的
練習樹和哈夫曼樹的有關操作,和各個演算法程序,理解哈夫曼樹的編碼和解碼
二.實驗環境
Microsoft visual c++
三.實驗問題描述
1. 問題描述:建立一棵用二叉鏈表方式存儲的二叉樹,並對其進行遍歷(先序、中序和後序),列印輸出遍歷結果。
基本要求:從鍵盤接受輸入先序序列,以二叉鏈表作為存儲結構,建立二叉樹(以先序來建立),並將此二叉樹按照「樹狀形式」列印輸出,然後對其進行遍歷(先序、中序和後序),最後將遍歷結果列印輸出。在遍歷演算法中要求至少有一種遍歷採用非遞歸方法。
測試數據:
ABCØØDEØGØØFØØØ(其中Ø表示空格字元)
輸出結果為:
先序:ABCDEGF
先序:CBEGDFA
先序:CGEFDBA
2. 問題描述:利用哈夫曼編碼進行通信可以大大提高信道利用率,縮簡訊息傳輸時間,降低傳輸成本。但是,這要求在發送端通過一個編碼系統對待傳數據預先編碼,在接受端將傳來的數據進行解碼(復原)。對於雙工信道(即可以雙向傳輸信息的信道),每端都需要一個完整的編/解碼系統。試為這樣的信息收發站寫一個哈夫曼碼的編/解碼系統。
基本要求:(至少完成功能1-2)
一個完整的系統應具有以下功能:
I:初始化(Initialization)。從終端讀入字元集大小n,以及n個字元和n個權值,建立哈夫曼樹,並將它存於文件hfmTree中。
基本要求:
E:編碼(Encoding)。利用已建好的哈夫曼樹(如不在內存,則從文件hfmTree中讀入),對文件ToBeTran中的正文進行編碼,然後將結果存入文件CodeFile中。
D:解碼(Decoding )。利用已建好的哈夫曼樹將文件CodeFile中的代碼進行解碼,結果存入文件TextFile中。
P:印代碼文件(Print)。將文件CodeFile以緊湊格式顯示在終端上,每行50個代碼。同時將此字元形式的編碼文件寫入文件CodePrint中。
T:印哈夫曼樹(TreePrinting)。將已在內存中的哈夫曼樹以直觀的方式(樹或凹入表形式)顯示在終端上,同時將此字元形式的哈夫曼樹寫入文件TreePrint中。
測試數據:
設權值w=(5,29,7,8,14,23,3,11),n=8。
按照字元『0』或『1』確定找左孩子或右孩子,則權值對應的編碼為:
5:0001,29:11,7:1110,8:1111
14:110,23:01,3:0000,11:001
用下表給出的字元集和頻度的實際統計數據建立哈夫曼樹,並實現以下報文的編碼和解碼:「THIS PROGRAM IS MY FAVORITE」。
四.實驗主要程序流
實驗題目一主要程序:
1.
void CreatBiTree(BitTree *bt)//用擴展先序遍歷序列創建二叉樹,如果是#當前樹根置為空,否則申請一個新節點//
{
char ch;
ch=getchar();
if(ch=='.')*bt=NULL;
else
{
*bt=(BitTree)malloc(sizeof(BitNode));
(*bt)->data=ch;
CreatBiTree(&((*bt)->LChild));
CreatBiTree(&((*bt)->RChild));
}
}
2.void Visit(char ch)//訪問根節點
{
printf("%c ",ch);
}
3.
void PreOrder(BitTree root)
{
if (root!=NULL)
{
Visit(root ->data);
PreOrder(root ->LChild);
PreOrder(root ->RChild);
}
}
4. void InOrder(BitTree root)
{
if (root!=NULL)
{
InOrder(root ->LChild);
Visit(root ->data);
InOrder(root ->RChild);
}
}
5.int PostTreeDepth(BitTree bt) //後序遍歷求二叉樹的高度遞歸演算法//
{
int hl,hr,max;
if(bt!=NULL)
{
hl=PostTreeDepth(bt->LChild); //求左子樹的深度
hr=PostTreeDepth(bt->RChild); //求右子樹的深度
max=hl>hr?hl:hr; //得到左、右子樹深度較大者
return(max+1); //返回樹的深度
}
else return(0); //如果是空樹,則返回0
}
6.void PrintTree(BitTree Boot,int nLayer) //按豎向樹狀列印的二叉樹 //
{
int i;
if(Boot==NULL) return;
PrintTree(Boot->RChild,nLayer+1);
for(i=0;i<nLayer;i++)
printf(" ");
printf("%c\n",Boot->data);
PrintTree(Boot->LChild,nLayer+1);
}
7.void main()
{
BitTree T;
int h;
int layer;
int treeleaf;
layer=0;
printf("請輸入二叉樹中的元素(以擴展先序遍歷序列輸入,其中.代表空子樹):\n");
CreatBiTree(&T);
printf("先序遍歷序列為:");
PreOrder(T);
printf("\n中序遍歷序列為:");
InOrder(T);
printf("\n後序遍歷序列為:");
PostOrder(T);
h=PostTreeDepth(T);
printf("\此二叉樹的深度為:%d\n",h);
printf("此二叉樹的橫向顯示為:\n");
PrintTree(T,layer);
}
實驗二主要程序流:
1.int main(){
HuffmanTree huftree;
char Choose;
while(1){
cout<<"\n**********************歡迎使用哈夫曼編碼/解碼系統**********************\n";
cout<<"*您可以進行以下操作: *\n";
cout<<"*1.建立哈夫曼樹 *\n";
cout<<"*2.編碼(源文已在文件ToBeTra中,或鍵盤輸入) *\n";
cout<<"* 3.解碼(碼文已在文件CodeFile中) *\n";
cout<<"* 4.顯示碼文 *\n";
cout<<"* 5.顯示哈夫曼樹 *\n";
cout<<"* 6.退出 *\n"; cout<<"***********************************************************************\n";
cout<<"請選擇一個操作:";
cin>>Choose;
switch(Choose)
{
case '1':
huftree.CreateHuffmanTree();
break;
case '2':
huftree.Encoder();
break;
case '3':
huftree.Decoder();
break;
case '4':
huftree.PrintCodeFile();
break;
case '5':
huftree.PrintHuffmanTree();
break;
case '6':
cout<<"\n**********************感謝使用本系統!*******************\n\n";
system("pause");
return 0;
}//switch
}//while
}//main
2.// 建立哈夫曼樹函數
// 函數功能:建立哈夫曼樹(調用鍵盤建立哈夫曼樹或調用從文件建立哈夫曼樹的函數)
void HuffmanTree::CreateHuffmanTree()
{char Choose;
cout<<"你要從文件中讀入哈夫曼樹(按1),還是從鍵盤輸入哈夫曼樹(按2)?";
cin>>Choose;
if(Choose=='2') { //鍵盤輸入建立哈夫曼樹 CreateHuffmanTreeFromKeyboard();
}//choose=='2'
else { //從哈夫曼樹文件hfmTree.dat中讀入信息並建立哈夫曼樹
CreateHuffmanTreeFromFile();
}
}
3. // 從鍵盤建立哈夫曼樹函數
// 函數功能:從鍵盤建立哈夫曼樹
//函數參數:無
//參數返回值:無
void HuffmanTree::CreateHuffmanTreeFromKeyboard(){
int Num;
cout<<"\n請輸入源碼字元集個數:";
cin>>Num;
if (Num<=1) {
cout<<"無法建立少於2個葉子結點的哈夫曼樹。\n\n";
return;
}
LeafNum=Num;
Node=new HuffmanNode[2*Num-1];
for(int i=0;i<Num;i++) {//讀入哈夫曼樹的葉子結點信息
cout<<"請輸入第"<<i+1<<"個字元值";
getchar();
Node[i].sourcecode=getchar(); //源文的字元存入字元數組Info[]
getchar();
cout<<"請輸入該字元的權值或頻度";
cin>>Node[i].weight; //源文的字元權重存入Node[].weight
Node[i].parent=-1;
Node[i].lchild=-1;
Node[i].rchild=-1;
Node[i].code="\0";
}
for(int j=Num;j<2*Num-1;j++) {//循環建立哈夫曼樹內部結點
int pos1,pos2;
int max1,max2;
pos2=pos1=j;
max2=max1=numeric_limits<int>::max( );
//在所有子樹的根結點中,選權重最小的兩個根結點,pos1最後應指向權重最小的根結點的下標
//pos2最後應指向權重第二小的根結點的下標
//max1存放當前找到的權重最小的根結點的權重
//max2存放當前找到的權重第二小的根結點的權重
for(int k=j-1;k>=0;k--) {
if (Node[k].parent==-1){//如果是某棵子樹的根結點
if (Node[k].weight<max1){ //發現比當前最大值還大的權重
max2=max1;
max1=Node[k].weight;
pos2=pos1;
pos1=k;
}
else
if(Node[k].weight<max2){ //發現比當前次大值還大的次大權重
max2=Node[k].weight;
pos2=k;
}
}//if (Node[j].parent==-1)
} //for
//在下標i處新構造一個哈夫曼樹的內部結點,其左、右孩子就是以上pos1、pos2所指向的結點
Node[pos1].parent=j;
Node[pos2].parent=j;
Node[j].lchild=pos1;
Node[j].rchild=pos2;
Node[j].parent=-1;
Node[j].weight=Node[pos1].weight+Node[pos2].weight;
} //for
//產生所有葉子結點中字元的編碼
for (int m=0;m<Num;m++) {
//產生Node[i].sourcecode的編碼,存入Node[i].code中
int j=m;
int j1;
while(Node[j].parent!=-1) { //從葉結點開始往根結點走,每往上走一層,就產生一位編碼存入code[]
j1=Node[j].parent;
if(Node[j1].lchild==j)
Node[m].code.insert(0,"0");
else
Node[m].code.insert(0,"1");
j=j1; }}
cout<<"哈夫曼樹已成功構造完成。\n";
//把建立好的哈夫曼樹寫入文件hfmTree.dat
char ch;
cout<<"是否要替換原來的哈夫曼樹文件(Y/N):";
cin>>ch;
if (ch!='y'&&ch!='Y') return;
ofstream fop;
fop.open("hfmTree.dat",ios::out|ios::binary|ios::trunc); //打開文件
if(fop.fail()) {
cout<<"\n哈夫曼樹文件打開失敗,無法將哈夫曼樹寫入hfmTree.dat文件。\n";
return;
}
fop.write((char*)&Num,sizeof(Num)); //先寫入哈夫曼樹的葉子結點個數
for(int n=0;n<2*Num-1;n++) { //最後寫入哈夫曼樹的各個結點(存儲在Node[]中)
fop.write((char*)&Node[n],sizeof(Node[n]));
flush(cout); }
fop.close(); //關閉文件
cout<<"\n哈夫曼樹已成功寫入hfmTree.dat文件。\n";}
4. // 從文件建立哈夫曼樹函數
// 函數功能:從文件建立哈夫曼樹
//函數參數:無
//參數返回值:無
void HuffmanTree::CreateHuffmanTreeFromFile(){
ifstream fip;
fip.open("hfmTree.dat",ios::binary|ios::in);
if(fip.fail()) {
cout<<"哈夫曼樹文件hfmTree.dat打開失敗,無法建立哈夫曼樹。\n";
return;
}
fip.read((char*)&LeafNum,sizeof(LeafNum));
if (LeafNum<=1) {
cout<<"哈夫曼樹文件中的數據有誤,葉子結點個數少於2個,無法建立哈夫曼樹。\n";
fip.close();
return;
}
Node=new HuffmanNode[2*LeafNum-1];
for(int i=0;i<2*LeafNum-1;i++)
fip.read((char*)&Node[i],sizeof(Node[i]));
fip.close();
cout<<"哈夫曼樹已從文件成功構造完成。\n";
}
5. // 編碼函數
// 函數功能:為哈夫曼樹編碼
//函數參數:無
//參數返回值:無
void HuffmanTree::Encoder()
{
if(Node==NULL) { //內存沒有哈夫曼樹,則從哈夫曼樹文件hfmTree.dat中讀入信息並建立哈夫曼樹
CreateHuffmanTreeFromFile();
if (LeafNum<=1) {
cout<<"內存無哈夫曼樹。操作撤銷。\n\n";
return;
}
}//if
char *SourceText; //字元串數組,用於存放源文
//讓用戶選擇源文是從鍵盤輸入,還是從源文文件ToBeTran.txt中讀入
char Choose;
cout<<"你要從文件中讀入源文(按1),還是從鍵盤輸入源文(按2)?";
cin>>Choose;
if(Choose=='1') {
ifstream fip1("ToBeTran.txt");
if(fip1.fail()) {
cout<<"源文文件打開失敗!無法繼續執行。\n";
return;
}
char ch;
int k=0;
while(fip1.get(ch)) k++; //第一次讀文件只統計文件中有多少個字元,將字元數存入k
fip1.close();
SourceText=new char[k+1]; //申請存放源文的字元數組空間
ifstream fip2("ToBeTran.txt"); //第二次讀源文文件,把內容寫入SourceText[]
k=0;
while(fip2.get(ch)) SourceText[k++]=ch;
fip2.close();
SourceText[k]='\0';
}
else { //從鍵盤輸入源文
string SourceBuff;
cin.ignore();
cout<<"請輸入需要編碼的源文(可輸入任意長,按回車鍵結束):\n";
getline(cin,SourceBuff,'\n');
int k=0;
while(SourceBuff[k]!='\0')
k++;
SourceText=new char[k+1];
k=0;
while(SourceBuff[k]!='\0') {
SourceText[k]=SourceBuff[k];
k++;
}
SourceText[k]='\0';
}
cout<<"需編碼的源文為:";
cout<<SourceText<<endl;
//開始解碼
ofstream fop("CodeFile.dat",ios::trunc); //打開碼文存放文件
int k=0;
while(SourceText[k]!='\0') //源文串中從第一個字元開始逐個編碼
{
int i;
for(i=0;i<LeafNum;i++){ //找到當前要編碼的源文的字元在哈夫曼樹Node[]中的下標
if(Node[i].sourcecode==SourceText[k]) { //將對應編碼寫入碼文文件
fop<<Node[i].code;
break;
};
}
if (i>=LeafNum) {
cout<<"源文中存在不可編碼的字元。無法繼續執行。\n"<<endl;
fop.close();
return;
}
k++; //源文串中的字元後移一個
}
fop.close();
cout<<"已完成編碼,碼文已寫入文件CodeFile.dat中。\n\n";
}
6. // 解碼函數
// 函數功能:對哈夫曼樹進行解碼
//函數參數:無
//參數返回值:無
void HuffmanTree::Decoder()
{//如果內存沒有哈夫曼樹,則從哈夫曼樹文件hfmTree.dat中讀入信息並建立哈夫曼樹
if(Node==NULL)
{
CreateHuffmanTreeFromFile();
if (LeafNum<=1) {
cout<<"內存無哈夫曼樹。操作撤銷。\n\n";
return;
}
}
//將碼文從文件CodeFile.dat中讀入 CodeStr[]
ifstream fip1("CodeFile.dat");
if(fip1.fail()) {
cout<<"沒有碼文,無法解碼。\n";
return;
}
char* CodeStr;
int k=0;
char ch;
while(fip1.get(ch)){
k++;
}
fip1.close();
CodeStr=new char[k+1];
ifstream fip2("CodeFile.dat");
k=0;
while(fip2.get(ch))
CodeStr[k++]=ch;
fip2.close();
CodeStr[k]='\0';
cout<<"經解碼得到的源文為:";
ofstream fop("TextFile.dat");
int j=LeafNum*2-1-1; //j指向哈夫曼樹的根
int i=0; //碼文從第一個符號開始,順著哈夫曼樹由根下行,按碼文的當前符號決定下行到左孩子還是右孩子
while(CodeStr[i]!='\0') { //下行到哈夫曼樹的葉子結點處,則譯出葉子結點對應的源文字元
if(CodeStr[i]=='0')
j=Node[j].lchild;
else
j=Node[j].rchild;
if(Node[j].rchild==-1) { //因為哈夫曼樹沒有度為1的結點,所以此條件等同於Node[j]為葉結點
cout<<Node[j].sourcecode; //屏幕輸出譯出的一個源文字元
fop<<Node[j].sourcecode;
j=LeafNum*2-1-1; //j再指向哈夫曼樹的根
}
i++;
}
fop.close();
cout<<"\n解碼成功且已存到文件TextFile.dat中。\n\n";
}
7. // 輸出碼文函數
// 函數功能:從文件中輸出哈夫曼樹的碼文
//函數參數:無
//參數返回值:無
void HuffmanTree::PrintCodeFile()
{
char ch;
int i=1;
ifstream fip("CodeFile.dat");
ofstream fop("CodePrin.dat");
if(fip.fail())
{
cout<<"沒有碼文文件,無法顯示碼文文件內容。\n";
return;
}
while(fip.get(ch))
{cout<<ch;
fop<<ch;
if(i==50)
{
cout<<endl;
fop<<endl;
i=0;
}
i++;
}
cout<<endl;
fop<<endl;
fip.close();
fop.close();
}
8. // 輸出函數
// 函數功能:從內存或文件中直接輸出哈夫曼樹
//函數參數:無
//參數返回值:無
void HuffmanTree::PrintHuffmanTree()
{
//如果內存沒有哈夫曼樹,則從哈夫曼樹文件hfmTree.dat中讀入信息並建立哈夫曼樹
if(Node==NULL)
{
CreateHuffmanTreeFromFile();
if (LeafNum<=1) {
cout<<"內存無哈夫曼樹。操作撤銷。\n\n";
return; }}
ofstream fop("TreePrint.dat",ios_base::trunc);
fop.close();
PrintHuffmanTree_aoru(2*LeafNum-1-1);
return;
}
⑤ 數字電路設計實驗報告(5選1即可)
目錄
1 設計目的 3
2 設計要求指標 3
2.1 基本功能 3
2.2 擴展功能 4
3.方案論證與比較 4
4 總體框圖設計 4
5 電路原理分析 4
5.1數字鍾的構成 4
5.1.1 分頻器電路 5
5.1.2 時間計數器電路 5
5.1.3分頻器電路 6
5.1.4振盪器電路 6
5.1.5數字時鍾的計數顯示電路 6
5.2 校時電路 7
5.3 整點報時電路 8
6系統模擬與調試 8
7.結論 8
參考文獻 9
實驗作品附圖 10
數字鍾
摘要:
數字鍾是一種用數字電路技術實現時、分、秒計時的裝置,與機械式時鍾相比具有更高的准確性和直觀性,且無機械裝置,具有更更長的使用壽命,因此得到了廣泛的使用。
數字鍾從原理上講是一種典型的數字電路,其中包括了組合邏輯電路和時序電路。目前,數字鍾的功能越來越強,並且有多種專門的大規模集成電路可供選擇。
從有利於學習的角度考慮,這里主要介紹以中小規模集成電路設計數字鍾的方法。
經過了數字電路設計這門課程的系統學習,特別經過了關於組合邏輯電路與時序邏輯電路部分的學習,我們已經具備了設計小規模集成電路的能力,藉由本次設計的機會,充分將所學的知識運用到實際中去。
本次課程設計要求設計一個數字鍾,基本要求為數字鍾的時間周期為24小時,數字鍾顯示時、分、秒,數字鍾的時間基準一秒對應現實生活中的時鍾的一秒。供擴展的方面涉及到定時自動報警、按時自動打鈴、定時廣播、定時啟閉路燈等。因此,研究數字鍾及擴大其應用,有著非常現實的意義。
1 設計目的
1.掌握數字鍾的設計、組裝與調試方法。
2.熟悉集成元器件的選擇和集成電路晶元的邏輯功能及使用方法。
3.掌握麵包板結構及其接線方法
4.熟悉模擬軟體的使用。
2 設計要求及指標
2.1基本功能
1)時鍾顯示功能,能夠正確顯示「時」、「分」、「秒」。
2)具有快速校準時、分、秒的功能。
3)用555定時器與RC組成的多諧振盪器產生一個標准頻率(1Hz)的方波脈沖信號。
2.2擴展功能
1)用晶體振盪器產生一個標准頻率(1Hz)的脈沖信號。
2)具有整點報時的功能。
3)具有鬧鍾的功能。
4)……
3、方案論證與比較
本設計方案使用555多諧振盪器來產生1HZ的信號。通過改變相應的電阻電容值可使頻率微調,不必使用分頻器來對高頻信號進行分頻使電路繁復。雖然此振盪器沒有石英晶體穩定度和精確性高,由於設計方便,操作簡單,成為了設計時的首選,但是由於與實驗中使用的555晶元產生的脈沖相比較,利用晶振產生的脈沖信號更加的穩定,同過電壓表的測量能很好的觀察到這一點,同時在顯示上能夠更加接進預定的值,受外界環境的干擾較少,一定程度上優於使用555晶元產生信號方式。我們組依然同時設計了555和晶振兩個信號產生電路。(本實驗報告中著重按照原方案設計的555電路進行說明)
4、 系統設計框圖
數字式計時器一般由振盪器、分頻器、計數器、解碼器、顯示器等幾部分組成。在本設計中555振盪器及其相應外部電路組成標准秒信號發生器,由不同進制的計數器、解碼器和顯示器組成計時系統。秒信號送入計數器進行計數,把累計的結果以『時』、『分』、『秒』的數字顯示出來。『時』顯示由二十四進制計數器、解碼器、顯示器構成,『分』、『秒』顯示分別由六十進制計數器、解碼器、顯示器構成。其原理框圖如圖1.1所示。
5、電路原理分析
5.1數字鍾的構成
數字鍾實際上是一個對標准頻率(1HZ)進行計數的計數電路.由於計數的起始時間不可能與標准時間一致,故需要在電路上加一個校時電路,同時標準的1HZ時間信號必須做到准確穩定.在此使用555振盪器組成1Hz的信號。
數字鍾原理框圖(1.1)
5.1.1振盪器電路
555定時器組成的振盪器電路給數字鍾提供一個頻率為1Hz的方波信號。其中OUT為輸出。
5.1.2時間計數器電路
時間計數電路由秒個位和秒十位計數器,分個位和分十位計數器及時個位和時十位計數器電路構成,其中秒個位和秒十位計數器、分個位和分十位計數器為60進制計數器,而根據設計要求,時個位和時十位計數器為24進制計數器.
5.1.3分頻器電路
通常,數字鍾的晶體振盪器輸出頻率較高,為了得到1Hz的秒信號輸入,需要對振盪器的輸出信號進行分頻。
通常實現分頻器的電路是計數器電路,一般採用多級2進制計數器來實現。例如,將32768Hz的振盪信號分頻為1HZ的分頻倍數為32768( ),即實現該分頻功能的計數器相當於15級2進制計數器。
5.1.4振盪器電路
利用555定時器組成的多諧振盪器接通電源後,電容C1被充電,當電壓上升到一定數值時裡面集成的三極體導通,然後通過電阻和三極體放電,不斷的充放電從而產生一定周期的脈沖,通過改變電路上器件的值可以微調脈沖周期。
5.1.5數字時鍾的計數顯示控制
在設計中,我們使用的是74**160十進制計數器,來實現計數的功能,實驗中主要用到了160的置數清零功能(特點:消耗一個時鍾脈沖),清零功能(特點:不耗時鍾脈沖),在上級160控制下級160時候通過組合電路(主要利用與非門)實現,在連接電路的時候要注意並且強調使能端的連接,其將影響到整一個電路的是否工作。
電路的控制原理如下:
秒鍾由個位向十位進位:0000—0001—0010—0011—0100—0101—0110—0111—1000—1001實現個位的計數,採用的是置數的方式(利用RCO埠),當電路計數到1001的時候採用一個二輸入與非門接上級輸入的高位和低位輸出作為下級的信號,實現了秒區的個位和十位的顯示與控制。設計中注意到接的是一個與非門而不是與門,目標在產生一個時鍾脈沖。實現正確的顯示。
由秒區向分區的顯示控制:
基本原理同上,在秒區十位向時區個位顯示的時:0000—0001—0010—0011—0100—0101產生了六個脈沖的時候向下級輸出一個時鍾脈沖,利用的還是與非門,目標仍是實現正確的計時顯示。
分區的顯示及整體電路反饋清零:
當數值顯示達到:23:59的時候要實現清零的工作,採用CLR清零的方式反饋清零。具體設計接出控制端的9,5,3,2用十六進製表示後高電平對應引腳接與非,將非門輸出信號的值反饋給各個160晶元的清零端(CLR)既可以實現清零了。
5.2 校時功能的實現
當重新接通電源或走時出現誤差時都需要對時間進行校正.通常,校正時間的方法是:首先截斷正常的計數通路,然後再進行人工出觸發計數或將頻率較高的方波信號加到需要校正的計數單元的輸入端,校正好後,再轉入正常計時狀態即可.
根據要求,數字鍾應具有分校正功能,因此,應截斷分個位的直接計數通路,並採用正常計時信號與校正信號可以隨時切換的電路接入其中.
在實驗實現過程中使用的是通過開關(普通開關)來實現高低電平的切換,手動賦予需要的高低電平來實現脈沖的供給,將脈沖提供到所需要的輸入(CLK)埠,實現校時,模擬過程中能夠正常校時並且在校時的時候達到了預定的效果;而在我們進入實際電路連接的時候,利用開關(手控導線點觸實現)來實現校時再不像模擬那樣的精確了,原因分析是由於使用的是普通的開關同時利用的是手動的對CLK埠賦予脈沖信號,在實現手動生成脈沖信號的過程中產生了擾動,即相當於產生了多個的脈沖信號對需要的數碼管進行校時,如此,並沒有達到模擬的精確效果,但是在實驗中通過改進電路的校時方式,不是用手觸開關產生脈沖信號(如若需用手觸則需要使用一個鎖存器實現去抖動,才能夠在脈沖生成時候不產生干擾的脈沖,實現正常的校時),而是使用信號發生器實現信號的提供,對需要校時的數碼管在相對應的CLK埠提供脈沖信號實現校時,利用此方式實現校時則比手觸開關方式效果要好。
5.3 報時的實現
報時功能的實現原理較為簡單,即對所需要報時的輸出量進行控制,並對控制產生的信號作為LED顯示的信號源,電路連接中要注意到的是在實現LED顯示的時候最好連接上一個保護電阻對LED燈器到保護的作用。例如我們的校時時間是 23:59,0010—0011—0101—1001;利用相應的門電路實現滿足埠輸出是上述條件的時候進行報時即可。
6、系統模擬與調試
7、結論
學貴以致用,通過幾天的數字鍾設計過程,將從書本上學到的知識應用於實踐,學會了初步的電子電路模擬設計,雖然過程中遇到了一些困難,但是在解決這些問題的過程無疑也是對自己自身專業素質的一種提高。當最終調試成功的時候也是對自己的一種肯定。在當前金融危機大的社會背景下,能夠增加自身砝碼的不僅僅是一紙文憑證書,更為重要的是畢業生是否能夠適應社會大潮流的需要,契合企業的要求即又較硬的動手操作及設計能力。此次的設計作業不僅增強了自己在專業設計方面的信心,鼓舞了自己,更是一次興趣的培養,為自己以後的學習方向的明確了重點。
另外在這次實驗中我們遇到了不少的問題針對不同的問題我們採取不同的解決方法,最終一一解決設計中遇到的問題。還有在實驗設計中我們曾遇到多塊晶元以及數碼管損壞的情況造成了數字鍾的顯示沒有達到預期的效果,或是根本不顯示,通過錯誤排除最終確認是元件問題,並向老師咨詢跟換元件最終的到解決。在我們曾經遇到不懂的問題時,利用網上的資源,搜索查找得到需要的信息。
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⑥ 關於數字電路3線—8線解碼器的問題
這個電路應該很簡單,不用畫真值表,要不然反而走了彎路。
三位二進制輸入代碼解碼後為0-8,其中能被5整除的只有0和5。當沒有代碼輸入時,74LS138的8個輸出端都呈現高電平。你可以把74LS138輸出端的0、5腳接到一個2輸入與非門,74LS138輸出的其它引腳懸空,與非門輸出端的電平就可以達到你的要求了。
希望這能幫到你!
⑦ 通信原理實驗 pcm編解碼系統有哪些部分組成
抽樣定理在通信系統、信息傳輸理論方面佔有十分重要的地位。抽樣過程是模擬信號數字化的第一步,抽樣性能的優劣關繫到通信設備整個系統的性能指標。
利用抽樣脈沖把一個連續信號變為離散時間樣值的過程稱為抽樣,抽樣後的信號稱為脈沖調幅(PAM)信號。