曼彻斯特编码与解码实验

计算机通信网实验一曼彻斯特编码与解码实验一、实验目的掌握曼彻斯特编解码原理；了解如何利用曼彻斯特的时钟特征实现收/发时钟同步及其实现方法。二、 预习要求复习曼彻斯特编解码原理；复习软件MaxplussII的使用方法。三、 实验原理编码原理在曼彻斯特编码方式中，每一位的中间有一个跳变，位中间的跳变为时钟，也作为数据。从高电平到低电平的跳变表示数据“1”（称为“1”跳变）。从低电平到高电平的跳变表示数据“0”（称为“0”跳变）。因此发送时钟必须在发送数据位的中间进行采样，即发送时钟TxC的频率应为数据TxD频率的两倍。解码原理解码可通过解码器来实现，解码器从曼彻斯特码中分离出接收数据RxD与接收时钟RxC。具体方法是：解码器从曼码中分别提出“1”跳变和“0”跳变信号，但需区分位中跳变与位间跳变，前者是表示数据的跳变，后者是当数据中有连续“1”信号或连续“0”信号时产生的不反应数据特征的无效跳变。解码器提取位中跳变后，可将其转换为二进制数据，抑制并剔除位间跳变，不将其转换为数据。最后将曼彻斯特编码与解出的数^xD用异或逻辑取得时钟特征，并利用单稳电路把时钟特征（窄脉冲）展宽为接收时钟RxC。四、 实验器材微型计算机MaxplussI软件五、 实验电路Mc编码电路McTxDTxC

图（a）、（b）均为编码电路，请任选其一。解码电路反门、非门与非门异或门YH2ACLKCKB QGAQG反门、非门与非门异或门YH2ACLKCKB QGAQG5CKBCI_K \ 单RxC稳1.1编码电路用MaxplussII软件环境仿真时，因为单稳部分包含电容的充放电过程，所以不可实现，要自己搭建电路电路才可。R-S触发器可通过与非门来实现，如图1-3所示。仿真程序会将A点下方的两个非门做优化处理，为保留这两个非门的延时作用，仿真时用D触发器

代替，见图1-4。图1-3RS触发器PRNDQ8TxC代替，见图1-4。图1-3RS触发器PRNDQ8TxC集成芯片：与非门（74LS00）1片多与非门（74LS20）1片反门（74LS04）2片 ：异或门（74LS86）1片D触发器（74LS74）3片移位寄存器（74LS164）2片单稳（74LS123）1片六、实验内容及步骤8TxC-④dD触发器CLRQCK -D Q4TxCCLRQCK -D Q2TxCCLRQCK -D QTxCCLRQCK -8TxC-④dD触发器CLRQCK -D Q4TxCCLRQCK -D Q2TxCCLRQCK -D QTxCCLRQCK -D QCLRQCK -D Q+5V图1-5实验分频电路图A点：TxD=11001100 B点： TxD=10101010接地：TxD=00000000 接+5V：TxD=111111112.绘制编解码器电路，观察并记录8TxC、TxC、Mc、A、B、B’、C、D、Qg1、QG2、RxD、RxC各点信号波形。七、思考题1.编码电路 2 3（1） D触发器在编码中的作用。（2） D触发器的时钟信号为何用2TxC?2.解码电路（1） 图中如何提取Mc中的“1”跳变和“0”跳变信号的，试解释4个非门和YH1的作用。（2） 八位移位寄存器的作用是取得延迟信号，用于封住YF门以便除去无效的位间跳变。延迟时间应如何选取？为何选用第七位（Q7）的输出，是否可选择用其它输出？为什么？（3） 移位寄存器的时钟为什么要用8TxC（TxC的8倍频信号），如选用16TxC或4TxC将会如何？八、实验报告要