1、课题十三 编码与译码教师授课教案课程名称：数字电子技术 20 0 年至 20 0 年第 学期第 次课班 级： 编制日期：20 0 年 月 日教学单元（章节）：4-1 编码与译码目的要求：1、了解编码与译码的概念2、掌握几种常用编码及其特征3、了解编码的选择知识要点：编码与译码的概念、常用编码及其特点、如何选择编码技能要点：掌握常用编码及其特点教学步骤：1、介绍编码与译码的概念2、介绍几种常用编码及其特征3、介绍如何选择编码教具及教学手段：课堂讲授、举例作业布置情况：课后习题 4、1课后分析与小结：授课教师： 授课日期：20 年 月 日教 学 内 容 板书或旁注一、编码与译码的概念编码：用文字、
2、数码或者符号表示特定的对象。本章所讨论的编码是指以二进制码来表示给定的数字、字符或信息一位二进制代码叫做一个码元，它有 0、1 两种状态。N 个码元可以有n 种不同的组合。每种组合称为一个码字。用不同码字表示各种各样的信息，就是二进制编码译码：编码的逆过程。在编码时，所使用的每一个码字都表示一个确定的信号或者对象，把这些码字翻译成原来的信息， 就是译码。 二、常用编码及特点1二进制编码（1）自然二进制编码。是按数的自然顺序进行编码的二进制码。n 位自然二进制码各位的权值分别为 2n-1，2n-2，21， 20。每个码字代表一个信息，共有 2n 个信息。4 位自然二进制码如表 44 所示。2）循
3、环码。循环码又称格雷码（Gray）。这种编码没有固定的权值，并且任意两个相邻码字之间只有 1 位码元不同。有人把这种特性称为单位间距特性。具有这种特性的编码称为单位间距码。这类编码从编码形式上可以杜绝瞬间状态的模糊现象，避免某些逻辑差错或者噪声从自然二进制码可得到循环码。其转换规则是，循环码的第 n 位 Gn 是自然二进制码的第 n 位 Bn 与第（n+1）位 Bn+1 异或的结果，即 Gn=BnBn+1。2二十进制编码BCD 码：4 位二进制数有 16 种取值组合。从 16 种组合中取出 10 种表示十进制数 09 的编码，就叫 BCD码（Binary Coded Decimal）不同的挑选
4、方法（共 C106种）可组成不同的码组BCD 码分为有权码和无权码两种。 所谓有权码是指每位有固定的权值， 而无权码的每位没有固定的权值。8421BCD 码、 2421BCD 码 5421BCD 是有权码，而余 3码、余 3 循环码、右移码是无权码例如，为街道命名、给学生编学号、写莫尔斯电码等，都是编码二进制编码由于电路上容易实现，因此是目前在数字领域中使用最多的一类编码表 4、4 见书本 P78循环码中的每一位代码从上到下的排列顺序是以固定周期进行循环的表 4、5 见见书本P79教 学 内 容 板书或旁 注（1）8421BCD 码用 4 位二进制数表示 1 位十进制数，这 4 位二进制数的权
5、分别为 8、4、2、1。（2）2421BCD 码的 4 位二进制数的权分别是 2、4、2、1，这种 BCD 码的编码方案不是惟一的，表 45 中列出了其中两种（3）5421BCD 码的 4 位二进制数的权分别是 5、4、2、1，这种 BCD 码的编码方案也不是惟一的，表 45 中也列出了其中两种。（4）余 3 码为无权码，它是在 8421BCD 码的基础上加二进制数0011（十进制数 3）而得到的。（5）余 3 循环码由循环码加 3 而成。（6）右移码的构成方法是，令十进制数 0 的右移码为00000，而其他数的右移码的右边 4 位由前一码组右移一位得到，而最左一位则是前一码组最右一位取反的结
6、果。余 3 循环码、右移码和循环码一样，都具有单位间距特性3字符编码实际上通行两种字符编码，一种是 ASCII 码，一种是 ISO 码。（1）ASCII 码是美国标准信息交换码，常用于数字通信设备。它由 8 位（b8 b1）二进制编码组成。第 8 位为奇偶校验位。若是偶校验，就选择第 8 位码的取值，使 b8 b1 中 1 的个数为偶数个。若是奇校验就使 b8 b1 中 1 的个数为奇数个。b7 b1 有27=128 种码字，其中有 52 个大、小写英文字母，34 个控制符，0 9 十个数字，32 个标点符号及运算符。其编码表如表 46 所示表 46 中控制字符的含义如表 47 所示。（2）I
7、SO 码是国际标准化组织编制的一组 8 位二进制代码，多用于信息传输和专用的数控设备。其中第 8 位仍为奇偶校验位。128 种码字中，只用其中 58 个码字，包括 26 个英文字母、10 个数字、12 个符号、8 个控制符号，其编码如表 48 所示。三、如何选择编码不同形式的编码对构成编码电路的难易程度，传输过程中的误码率及纠错、检错能力都有影响。当要求信号传输或处理的错误概率小时，则应选用具有单位间距特性的编码。因为这类编码各相邻码组之间只有一位码不同，因此在连续传输、译码时可靠性高，能消除译码噪声引起的逻辑错误。一般数字设备多采用 8421BCD 码。因而应尽量采用 8421BCD码，以免
8、增加码制转换电路在处理信号时，常常需要对信号进行左、右移位。对这类信号应尽量采用移位编码，以简化电路纠错编码是为了提高通信的可靠性而发展起来的，目前也广泛用于计算机系统。奇偶校验码就是一种最简单的纠错编码表 4、6 4、7 见书本 P80表 4、8见书本P81为了对付信道干扰，保证数据传输的可靠性，在发端按一定的规则往待传输的数据中加入一些多余但又能检验的数据位（冗余位）， 使传输数据满足一定的规律，以便于接收端检错和纠错。教 学 内 容 板书或旁注在通信中要传输、交换信息，就会用到 ASCII 码或 ISO 码，为了检错，要附加一位奇偶检验位。在通信系统和计算机中，通常采用的纠错编码有汉明码和循环码等。此处的循环码不是表 44 中的循环码，它的编码规则要复杂得多。 另外，数据加密实质上也是编码的问题。总之，采用什么形式的编码，需要根据编码的设备量，错码的概率，纠错、检错能力，数据加密等方面综合考虑。
