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数电实验-组合逻辑电路设计--第1页
数字逻辑电路实验实验报告
学号：
班级：
姓名：
实验3：组合逻辑电路(3)——组合逻辑电路设计
一实验内容
利用QuartusII实现0到9的Hamming码编码和解码电路，并在芯片中下载实现。
要求：实现对从0000到1001输入的编码和解码，并可发现并纠正传输中的单错，对
双错不做要求。在芯片中下载电路并在实验板上验证。
二实验原理
2.1电路需求分析
Hamming码是一套可定位码字传输中单错并纠正单错的编码体系，以4位二进
制为例，其编解码和纠错原理如下：
将7位二进制数的各位由低到高依次编号为1B、10B、11B、100B、……、111B。
其中为2的整数次幂的位（即1B、10B、100B）位校验位，其他四位作为数据位。编
码时，三个校验位分别与编号特定位为1的位上数字做奇偶校验（即编号位1B、11B、
101B、111B的校验结果为1B位的值，10B、10B、100B、110B的校验结果为10B的
值，100B、101B、110B和111B的校验结果为100B的值）。偶校验在电路实现中更
直接容易。
译码时，在仅考虑无错或单错的情形下，若三个校验位的校验结果均正确，则结
果是四个数据位本身；若某位或某几位校验结果有错，可据此综合定位错误的位置：
若仅1位校验结果有错，则错误出于该校验位本身；若2位校验结果有错，则该
2位校验位所共同参与校验且不参与另一位校验的数据位结果有错；若三维结果均有
错，则必然为111B位有错。
数电实验-组合逻辑电路设计--第1页
数电实验-组合逻辑电路设计--第2页
分析可知，编码电路可根据上述原理使用异或门实现，也可根据编码真值表由与
门实现；译码电路中可使用3×4次异或运算生成校验结果，再由校验结果定位错误
位后对相应位取反实现。
2.2Quartus软件从管脚分配到下载验证的过程
Quartus中，在设计好电路的输入输出并选择合适的芯片型号后，可使用Pin
Planner工具进行管脚分配：
窗口下方有当前设计电路中所有的输入和输出节点，在Location中可选择对应
节点对应的管脚。一般要根据芯片的引脚分布和外围电路设计分配，如输入管脚应分
配靠近输入设备、时钟管脚应连接振荡器等等。分配好所有管脚后应重新执行编译。
随后，在便捷工具栏中点选Programmer，连接好要下载入的设备后选择下载方
式和需要载入的电路文件，点击Start下载完成后，芯片即具有设计文件中给出的功
能。
2.3实验箱介绍
数电实验-组合逻辑电路设计--第2页
数电实验-组合逻辑电路设计--第3页
实验箱上的扩展板搭载了一块5M160ZE64C5芯片，拥有160个功能块和64个
引脚。为方便连接，其引脚被引出到电路板上的两组母座和一组排针处。引脚分布如
图
黄色框10处为一列拨动开关，其中间端被引出到上方母座，上端引脚接入高电平，
下端接地，因此通过拨动即可实现对母座处电平的控制；6处为一列LE
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