Enkodery i dekodery

Zanim przejdziemy do szczegółów na temat koderów i dekoderów, przyjrzyjmy się pokrótce o multipleksowaniu. Często napotykamy aplikacje, w których konieczne jest dostarczenie kilku sygnałów wejściowych do jednego obciążenia, każdy na raz. Ten proces wyboru jednego z sygnałów wejściowych, które mają być doprowadzone do obciążenia, jest znany jako multipleksowanie. Odwrotność tej operacji, tj. Proces zasilania kilku obciążeń z jednego wspólnego źródła sygnału, nazywany jest demultipleksowaniem.

Podobnie w domenie cyfrowej, w celu ułatwienia transmisji danych, dane są często szyfrowane lub umieszczane w kodach, a następnie ten zabezpieczony kod jest przesyłany. W odbiorniku zakodowane dane są odszyfrowywane lub zbierane z kodu i przetwarzane w celu odpowiedniego wyświetlenia lub przekazania do obciążenia.

To zadanie szyfrowania danych i odszyfrowywania danych jest wykonywane przez kodery i dekodery. Zobaczmy teraz, czym są kodery i dekodery.

Co to są kodery?

Enkodery to cyfrowe układy scalone używane do kodowania. Przez kodowanie rozumiemy generowanie cyfrowego kodu binarnego dla każdego wejścia. Układ scalony enkodera zazwyczaj składa się z pinu włączającego, który jest zwykle ustawiony wysoko, aby wskazać działanie. Składa się z 2 ^ n wierszy wejściowych i n wierszy wyjściowych, przy czym każdy wiersz wejściowy jest reprezentowany przez kod zer i jedynek, które są odzwierciedlane w wierszach wyjściowych.

W komunikacji radiowej Enkoder może być również używany do konwersji danych równoległych na dane szeregowe.

Dwa popularne układy scalone kodera

1. H12E

Popularnym przykładem enkodera jest Holtek Encoder H12E używany do konwersji równoległej na szeregową.

Jest to rodzaj układu CMOS z 8 pinami adresowymi i 12 pinami danych. Jest to 18-pinowy układ scalony. Jest używany w Komunikacja radiowa gdzie konwertuje 12-bitowe dane równoległe do postaci szeregowej. Składa się z pinu Enable, który jest aktywnym pinem niskim, a gdy jest ustawiony na niski, transmisja jest włączona. Koder H12E wysyła jednocześnie 4 słowa. Innymi słowy, dopóki pin! TE nie zostanie ustawiony w stan niski, koder przesyła kilka cykli każdych 4 słów i zatrzymuje transmisję, gdy pin! TE jest ustawiony w stan wysoki.

Cechy H12E

• Działa z napięciem zasilania od 2,4 do 12 V.
• Jest połączony z serią dekoderów H12
• Składa się z wbudowanych oscylatorów
• Oparty jest na technologii CMOS o wysokiej odporności na zakłócenia.
• To jest używany do operacji zdalnie sterowanych .

2. HC148

Innym popularnym przykładem układu scalonego enkodera używanego jako enkoder priorytetowy jest HC148, który jest enkoderem z priorytetem linii 8 do 3. Przez koder priorytetowy mówimy o enkoderach, w których każdemu wejściu nadaje się określony priorytet i na podstawie poziomu priorytetu generowany jest kod wyjściowy. Posiada również pin Enable, który jest aktywnym pinem niskim, a gdy jest ustawiony na niski, umożliwia działanie enkodera. Pracuje w zakresie napięć roboczych od 2 V do 6 V.

Co to są dekodery?

Dekodery to cyfrowe układy scalone używane do dekodowania. Innymi słowy, dekodery deszyfrują lub uzyskują rzeczywiste dane z odebranego kodu, tj. Konwertują wejście binarne na jego wejściu do postaci, która jest odzwierciedlana na jego wyjściu. Składa się z n linii wejściowych i 2 ^ n linii wyjściowych. Dekoder może być użyty do uzyskania wymaganych danych z kodu lub może być również użyty do uzyskania danych równoległych z odebranych danych szeregowych.

Trzy popularne dekodery

1. Dekoder DTMF MT8870C / MT8870C-1:

MT8870C / MT8870C-1 to układ scalony dekodera DTMF do integracji filtru z podziałem pasma i operacji dekodera cyfrowego. Sekcja filtru wykorzystuje techniki przełączanych kondensatorów dla filtrów grup wysokich i niskich, dekoder wykorzystuje techniki zliczania cyfrowego do wykrywania i dekodowania każdego z 16 par tonów DTMF na 4-bitowy kod. Dwutonowe wieloczęstotliwościowe to dźwięk, który słyszymy, gdy naciskamy klawisze na telefonie. Dekoder DTMF jest używany do aplikacji zdalnego sterowania.

DTMF to strategia wysyłania i odbierania kontroli kwalifikowanych informacji przez kanał komunikacyjny. Widz jest prawdopodobnie ogólnie zaznajomiony z tonami DTMF, jakie można usłyszeć w nowoczesnym telefonie z przyciskiem. Każda liczba na klawiaturze generuje odpowiedni ton DTMF. Kiedy numer jest wciśnięty na klawiaturze, jest on kodowany i przesyłany przez nośnik. Odbiornik odbiera go i dekoduje ton DTMF z powrotem do jego dwóch określonych częstotliwości, a następnie obwód przetwarzający będzie działał odpowiednio.

Działanie DTMF DECODER MT8870:

Z obwodu aplikacji wykorzystuje dekoder DTMF MT8870, który wykorzystuje kryształ o częstotliwości 3,57 MHz do generowania odpowiedniej częstotliwości do porównywania wejściowych tonów audio na jego styku 2, aby wygenerować 4-bitowy kod BCD na wyjściu ze styku 11 do 14. Te dane BCD przepuszczane przez inwertery HEX CMOS, których wyjście jest należycie podciągane i podłączone do pinów 10 do 14 portu 3 jako bufor między układem DTMF IC a mikrokontrolerem. Podczas gdy komendy tonowe docierają z linii telefonicznej po ustanowieniu połączenia, najpierw docierają do dekodera DTMF IC MT8870. Na przykład, jeśli przycisk 1 zostanie wciśnięty, na wyjściu pojawi się 0001 na pinie 11-14, które są odwrócone i podawane do portów wejściowych mikrokontrolera. W przypadku cyfry 2 odpowiednio opracowane dane wyjściowe zawierają 0010 i tak dalej dla pozostałych cyfr. Program mikrokontrolera podczas wykonywania opracowuje określone dane wyjściowe dla każdej liczby.

2. Układ scalony dekodera HT9170B DTMF:

HT9170B to odbiornik Dual Tone Multi-Frequency (DTMF) integrujący cyfrowy dekoder. Wszystkie serie HT9170 wykorzystują cyfrowe techniki liczenia do wykrywania i dekodowania wszystkich danych wejściowych DTMF do 4-bitowego kodu wyjściowego. Filtry o wysokiej dokładności są przeznaczone do rozdzielania sygnałów tonowych na sygnały o niskiej i wysokiej częstotliwości. Jest to 18-pinowy układ scalony.

Układ wejść znajduje się na pinie nr 2 z połączeniem obwodu RC. Oscylator systemu składa się z falownika, rezystora polaryzacji i podstawowego kondensatora obciążenia na układzie scalonym. Standardowy oscylator kwarcowy 3,579545 MHz jest podłączony do zacisków X1 i X2 w celu wykonania funkcji oscylatora. D0, D1, D2, D3 to zaciski wyjść danych. W tym celu wykorzystaliśmy klawiaturę dowolnego telefonu lub telefonu komórkowego, zwykle klawiaturę matrycową 4 × 3. Po naciśnięciu tego na klawiaturze daje to wyjście binarne 0001, podobnie dla 2-0010, 3-0011, 4-0101, 5-0101, 6-0110, 7-0111, 8-1000 i 9-1001. Gdy dekoder odbiera skuteczny sygnał tonowy, pin DV przechodzi w stan wysoki, a sygnał kodu tonowego jest przetwarzany na jego wewnętrzny obwód w celu dekodowania. Następnie pin OE przejdzie w stan wysoki, dekoder DTMF pojawi się na pinach wyjściowych D0-D3.

Film przedstawiający działanie dekodera DTMF IC 9170B

3. Dekoder H12D

Podobnie jak seria enkoderów serii H12, H12D jest również układem scalonym CMOS używanym w komunikacji radiowej. Jest sparowany z H12E i odbiera wyjście szeregowe z enkodera. Szeregowe dane wejściowe są porównywane z lokalnie dostępnymi adresami iw przypadku braku błędu uzyskiwane są oryginalne dane, a pin VT przechodzi w stan wysoki, aby wskazać prawidłową transmisję. Składa się z jednego pinu wejściowego do odbioru wejścia szeregowego i 12 pinów wyjściowych z 8 pinami adresowymi i 4 pinami danych. Posiada również 2 wbudowane oscylatory, a jego funkcje są takie same jak w układzie scalonym kodera H12E.

Film przedstawiający działanie układów scalonych Holtek H12E i H12D

Aplikacja wykorzystująca kodery i dekodery - bezprzewodowe szyfrowanie i deszyfrowanie danych

W każdym komunikacja bezprzewodowa bezpieczeństwo danych jest głównym problemem. Istnieje wiele sposobów zabezpieczenia informacji bezprzewodowych przed hakerami. Głównym celem tego projektu jest zapewnienie bezpieczeństwa transmisji danych poprzez zaprojektowanie standardowych algorytmów szyfrowania i deszyfrowania.

W tym projekcie używamy klawiatury 4 × 4 do przesyłania danych do mikrokontrolera AT89C51 poprzez naciskanie klawiszy na klawiaturze. Klucze te są wykrywane przez mikrokontroler, a wykryte dane wymagają zaszyfrowania. Tutaj używamy kodera HT640. Konwertuje dane na tajny kod w celu zapewnienia bezpieczeństwa i wysyła je do nadajnika STT-433. Nadajnik przesyła zaszyfrowane dane do miejsca docelowego za pośrednictwem komunikacji radiowej. Odbiornik STR-433 odbiera go z częstotliwością 433 MHz i jest deszyfrowany przez dekoder HT649 zgodnie z algorytmem i wyświetla odszyfrowane dane na 16 × 2LCD.

Schemat funkcjonalny nadajnika:

Schemat funkcjonalny odbiornika:

Wraz z pojawiającymi się technologiami rosną różne obszary zastosowań w elektronice. Wraz ze wzrostem tych obszarów zastosowań, wymagane jest ulepszenie i prostsza architektura, co skutkuje szybszymi i wydajniejszymi operacjami. To urządzenie jest bardzo proste i opłacalne w porównaniu do istniejących metod. Musimy bezpieczniej przesyłać dane w dowolnym zakresie.