编码器/译码器（Verilog HDL）|计算机组成

Posted 2022-02-06 桃陉

目录

• • • 前言
    • 1. 8-3编码器
    • 2. 3-8译码器

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前言

编码与译码是一对相反的操作，其中编码是将2ⁿ个电路状态转换为n个二进制结果；译码是将n个二进制结果转换为2ⁿ个电路状态。下面主要介绍最经典的8-3编码器与3-8译码器。

1. 8-3编码器

8-3编码器即把8个1位的二进制数转换位3个1位的二进制结果输出。我们根据转换表来编写代码，转换表如下，从I0到I7（从低位到高位）表示的是编码器的输入，从Y2到Y0（从高位到低位）表示的是编码器的输出。在进行转换时我们只需要注意到出现在最高位的1即可。

代码如下：

module encoder8_3(
    input [7:0]I,
    output reg [2:0]Y
    );
    always@(I) begin
    	//从高位到低位判断出现1的位置，并进行转换
        if(I[7]==1) Y=3'b111;
        else if(I[6]==1) Y=3'b110;
        else if(I[5]==1) Y=3'b101;
        else if(I[4]==1) Y=3'b100;
        else if(I[3]==1) Y=3'b011;
        else if(I[2]==1) Y=3'b010;
        else if(I[1]==1) Y=3'b001;
        else if(I[0]==1) Y=3'b000;
        else Y=3'b000;
    end
endmodule

仿真代码如下：（只取了8之前的数字，自己可以继续进行扩充）

module encoder8_3_sim();
    reg [7:0]I=8'b00000000;
    wire [2:0]Y;
    encoder8_3 uut(.I(I),
                       .Y(Y));
    initial begin
        #100 I=8'b00000001;
        #100 I=8'b00000010;
        #100 I=8'b00000011;
        #100 I=8'b00000100;
        #100 I=8'b00000101;
        #100 I=8'b00000110;
        #100 I=8'b00000111;
        #100 I=8'b00001000;
    end
endmodule

仿真波形结果如下：

2. 3-8译码器

译码是编码的逆过程，可以将n位的二进制代码，译为2ⁿ种电路状态。代码的变量介绍如下：

变量	长度	输入/输出	含义
a	3	input	3-8译码器三位二进制输入
ena	1	input	3-8译码器使能信号，为0则归0，为1则输出对应的译码信号
y	8	output	3-8译码器对应的8种电路状态输出

同样转换关系表如下图所示：

代码如下：

module decoder3_8(
   input [2:0]a,
   input ena,
   output reg [7:0]y); 

   always@(*) begin
      if(ena==0) y=8'b00000000;
      else begin
        case(a)
          3'b000:y=8'b00000001;
          3'b001:y=8'b00000010;
          3'b010:y=8'b00000100;
          3'b011:y=8'b00001000;
          3'b100:y=8'b00010000;
          3'b101:y=8'b00100000;
          3'b110:y=8'b01000000;
          3'b111:y=8'b10000000;
          default:y=8'b00000000;
        endcase
      end
   end
endmodule

仿真代码如下：

module decoder3_8_sim();
    reg [2:0]a=3'b000;
    reg ena=1;
    wire [7:0]y;
    decoder3_8 uut(.a(a),
                   .ena(ena),
                   .y(y));
     initial begin
        #100 a=3'b001;
        #100 a=3'b010;
        #100 a=3'b011;
        #100 a=3'b100;
        #100 a=3'b101;
        #100 a=3'b110;
        #100 a=3'b111;
        #100 a=3'b010;
        ena=0;
        #100 a=3'b111;
     end
endmodule

仿真波形结果如下：