Κωδικοποιητές και αποκωδικοποιητές

Πριν αναφερθούμε σε λεπτομέρειες σχετικά με τους κωδικοποιητές και τους αποκωδικοποιητές, ας έχουμε μια σύντομη ιδέα για την πολυπλεξία. Συχνά συναντάμε εφαρμογές όπου απαιτείται η τροφοδοσία πολλών σημάτων εισόδου σε ένα μόνο φορτίο, το καθένα κάθε φορά. Αυτή η διαδικασία επιλογής ενός από τα σήματα εισόδου που θα τροφοδοτηθούν στο φορτίο είναι γνωστή ως Multiplexing. Το αντίστροφο αυτής της λειτουργίας, δηλαδή η διαδικασία τροφοδοσίας πολλών φορτίων από μία κοινή πηγή σήματος είναι γνωστή ως Demultiplexing.

Ομοίως στον ψηφιακό τομέα, για ευκολία μετάδοσης δεδομένων, τα δεδομένα συχνά κρυπτογραφούνται ή τοποθετούνται εντός κωδικών και μετά μεταδίδεται αυτός ο ασφαλής κωδικός. Στον δέκτη, τα κωδικοποιημένα δεδομένα αποκρυπτογραφούνται ή συλλέγονται από τον κώδικα και υποβάλλονται σε επεξεργασία για να εμφανιστούν ή να δοθούν στο φορτίο ανάλογα.

Αυτός ο στόχος της κρυπτογράφησης των δεδομένων και της αποκρυπτογράφησης των δεδομένων γίνεται από Encoders and Decoders. Ας καταλάβουμε λοιπόν τι είναι οι κωδικοποιητές και οι αποκωδικοποιητές.

Τι είναι οι κωδικοποιητές;

Οι κωδικοποιητές είναι ψηφιακά IC που χρησιμοποιούνται για κωδικοποίηση. Με την κωδικοποίηση, εννοούμε τη δημιουργία ενός ψηφιακού δυαδικού κώδικα για κάθε είσοδο. Ένα Encoder IC αποτελείται γενικά από έναν Ενεργοποιημένο πείρο που συνήθως είναι ψηλά για να υποδεικνύει τη λειτουργία. Αποτελείται από 2 ^ n γραμμές εισόδου και n γραμμές εξόδου με κάθε γραμμή εισόδου να αντιπροσωπεύεται από έναν κωδικό μηδέν και αυτές που αντικατοπτρίζονται στις γραμμές εξόδου.

Στην επικοινωνία RF, ο κωδικοποιητής μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για τη μετατροπή παράλληλων δεδομένων σε σειριακά δεδομένα.

Δύο δημοφιλή ICS κωδικοποιητή

1. Η12Ε

Ένα δημοφιλές παράδειγμα ενός κωδικοποιητή είναι ο Holtek Encoder H12E που χρησιμοποιείται για παράλληλη έως σειριακή μετατροπή.

Είναι ένας τύπος IC CMOS με 8 καρφίτσες διευθύνσεων και 12 καρφίτσες δεδομένων. Είναι ένα IC 18 ακίδων. Χρησιμοποιείται σε Επικοινωνία RF όπου μετατρέπει τα παράλληλα δεδομένα 12 bit σε σειριακή μορφή. Αποτελείται από έναν Ενεργοποιημένο πείρο ο οποίος είναι ένας ενεργός χαμηλός πείρος και όταν οριστεί χαμηλός, η μετάδοση είναι ενεργοποιημένη. Ο κωδικοποιητής H12E στέλνει 4 λέξεις τη φορά. Με άλλα λόγια, έως ότου ο ακροδέκτης! TE οριστεί χαμηλά, ο κωδικοποιητής μεταδίδει αρκετούς κύκλους κάθε 4 λέξεων και σταματά τη μετάδοση μόλις ο ακροδέκτης! TE οριστεί ψηλά.

Χαρακτηριστικά του H12E

• Λειτουργεί με τάση τροφοδοσίας 2,4 έως 12 V.
• Συνδυάζεται με τη σειρά αποκωδικοποιητών H12
• Αποτελείται από ενσωματωμένους ταλαντωτές
• Βασίζεται σε τεχνολογία CMOS υψηλής θορύβου.
• είναι χρησιμοποιείται για τηλεχειριζόμενες λειτουργίες .

2. HC148

Ένα άλλο δημοφιλές παράδειγμα του Encoder IC που χρησιμοποιείται ως κωδικοποιητής προτεραιότητας είναι το HC148 το οποίο είναι ένας κωδικοποιητής προτεραιότητας 8 έως 3 Line. Με τον Priority Encoder αναφερόμαστε στους Encoders όπου δίνεται μια συγκεκριμένη προτεραιότητα σε κάθε είσοδο και με βάση το επίπεδο προτεραιότητας δημιουργείται ο κωδικός εξόδου. Έχει επίσης έναν Ενεργοποιημένο πείρο ο οποίος είναι ένας ενεργός χαμηλός πείρος και όταν οριστεί χαμηλός, επιτρέπει τη λειτουργία του κωδικοποιητή. Λειτουργεί εντός του εύρους τάσης λειτουργίας από 2 V έως 6V.

Τι είναι οι αποκωδικοποιητές;

Οι αποκωδικοποιητές είναι ψηφιακά IC που χρησιμοποιούνται για την αποκωδικοποίηση. Με άλλα λόγια, οι αποκωδικοποιητές αποκρυπτογραφούν ή λαμβάνουν τα πραγματικά δεδομένα από τον λαμβανόμενο κώδικα, δηλαδή μετατρέπουν τη δυαδική είσοδο στην είσοδό της σε μια φόρμα, η οποία αντανακλάται στην έξοδο του. Αποτελείται από n γραμμές εισόδου και 2 ^ n γραμμές εξόδου. Ένας αποκωδικοποιητής μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη λήψη των απαιτούμενων δεδομένων από τον κώδικα ή μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για τη λήψη των παράλληλων δεδομένων από τα σειριακά δεδομένα που λαμβάνονται.

Τρεις δημοφιλείς αποκωδικοποιητές

1. Αποκωδικοποιητής MT8870C / MT8870C-1 DTMF:

Το MT8870C / MT8870C-1 είναι ένα αποκωδικοποιητή DTMF που ενσωματώνει τις λειτουργίες φίλτρου διαίρεσης ζώνης και ψηφιακού αποκωδικοποιητή. Το τμήμα φίλτρου χρησιμοποιεί τεχνικές μεταγωγής πυκνωτή για φίλτρα υψηλής και χαμηλής ομάδας, ο αποκωδικοποιητής χρησιμοποιεί τεχνικές ψηφιακής μέτρησης για την ανίχνευση και την αποκωδικοποίηση καθενός από τα 16 ζεύγη τόνων DTMF σε κώδικα 4-bit. Η πολλαπλή συχνότητα διπλού τόνου είναι ο ακουστικός ήχος που ακούμε όταν πατάμε πλήκτρα στο τηλέφωνό μας. Ο αποκωδικοποιητής DTMF χρησιμοποιείται για εφαρμογές τηλεχειριστηρίου.

Το DTMF είναι μια στρατηγική για την αποστολή και τη λήψη ελέγχου εξειδικευμένων πληροφοριών μέσω ενός καναλιού επικοινωνίας. Ο θεατής είναι συνήθως εξοικειωμένος με τους τόνους DTMF όπως ακούγεται σε ένα μοντέρνο τηλέφωνο με κουμπιά. Κάθε αριθμός στο πληκτρολόγιο δημιουργείται ο αντίστοιχος τόνος DTMF. Όταν ένας αριθμός πατηθεί στο πληκτρολόγιο τότε κωδικοποιείται και μεταδίδεται μέσω ενός μέσου. Ο δέκτης το λαμβάνει και αποκωδικοποιεί τον τόνο DTMF στις δύο συγκεκριμένες συχνότητές του και μετά από αυτό, το κύκλωμα επεξεργασίας θα ενεργήσει κατάλληλα.

Εργασία του DTMF DECODER MT8870:

Από το κύκλωμα εφαρμογής, χρησιμοποιεί έναν αποκωδικοποιητή DTMF MT8870 που χρησιμοποιεί έναν κρύσταλλο 3,57 MHz για τη δημιουργία κατάλληλης συχνότητας για τη σύγκριση των τόνων ήχου εισόδου στο pin2 του για τη δημιουργία κωδικού BCD 4 bit στην έξοδο του από τον ακροδέκτη 11 έως 14. Αυτά τα δεδομένα BCD είναι διέρχονται μέσω μετατροπέων HEX CMOS, η έξοδος των οποίων τραβιέται σωστά και συνδέεται με τη θύρα 3 ακίδων 10 έως 14 ως buffer μεταξύ του DTMF IC και του μικροελεγκτή. Ενώ οι εντολές τόνου φτάνουν από μια τηλεφωνική γραμμή μετά την πραγματοποίηση μιας κλήσης, φτάνει πρώτα στον αποκωδικοποιητή DTMF IC MT8870. Για παράδειγμα, εάν πατηθεί το κουμπί 1, η έξοδος αναπτύσσεται 0001 στον ακροδέκτη 11-14 που αντιστρέφονται και τροφοδοτούνται στις θύρες εισόδου του μικροελεγκτή. Για το ψηφίο 2, η έξοδος που αναπτύχθηκε αναλόγως παρέχει 0010 και ούτω καθεξής για τα υπόλοιπα ψηφία. Το πρόγραμμα μικροελεγκτή κατά την εκτέλεση αναπτύσσει συγκεκριμένη έξοδο για κάθε αριθμό.

2. HT9170B DTMF IC αποκωδικοποιητή:

Ο HT9170B είναι ένας δέκτης Dual Tone Multi-Frequency (DTMF) που ενσωματώνει έναν ψηφιακό αποκωδικοποιητή. Η σειρά HT9170 χρησιμοποιεί όλες τις τεχνικές ψηφιακής μέτρησης για τον εντοπισμό και την αποκωδικοποίηση όλων των εισόδων DTMF σε έξοδο κώδικα 4-bit. Τα υψηλής ακρίβειας φίλτρα έχουν σχεδιαστεί για να διαχωρίζουν τα σήματα τόνου σε σήματα χαμηλής και υψηλής συχνότητας. Είναι ένα IC 18 ακίδων.

Η διάταξη εισόδου βρίσκεται στον πείρο 2 με σύνδεση κυκλώματος RC. Ο ταλαντωτής συστήματος περιλαμβάνει έναν μετατροπέα, μια αντίσταση πόλωσης και έναν θεμελιώδη πυκνωτή φορτίου στο IC. Ένας τυπικός ταλαντωτής κρυστάλλου 3,579545MHz συνδέεται με τους ακροδέκτες X1 και X2 για την εκτέλεση της λειτουργίας ταλαντωτή. Τα D0, D1, D2, D3 είναι τα τερματικά εξόδου δεδομένων. Σε αυτό, χρησιμοποιήσαμε ένα πληκτρολόγιο οποιουδήποτε τηλεφώνου ή κινητού τηλεφώνου, συνήθως ένα πληκτρολόγιο matrix 4 × 3. Όταν πατάμε αυτό στο πληκτρολόγιο δίνει δυαδική έξοδο 0001, παρόμοια για 2-0010, 3-0011, 4-0101, 5-0101, 6-0110, 7-0111, 8-1000 και 9-1001. Όταν ο αποκωδικοποιητής λαμβάνει ένα αποτελεσματικό σήμα τόνου, ο ακροδέκτης DV πηγαίνει ψηλά και το σήμα κωδικού τόνου μετατρέπεται στα εσωτερικά του κυκλώματα για αποκωδικοποίηση. Μετά από αυτό ο πείρος OE ανεβαίνει, ο αποκωδικοποιητής DTMF θα εμφανιστεί στις ακίδες εξόδου D0-D3.

Βίντεο σχετικά με τη λειτουργία του DTMF Decoder IC 9170B

3. Αποκωδικοποιητής H12D

Όπως και η σειρά κωδικοποιητών H12, το H12D είναι επίσης ένα CMOS IC που χρησιμοποιείται στην επικοινωνία RF. Συνδέεται με το H12E και λαμβάνει τη σειριακή έξοδο από τον Encoder. Τα σειριακά δεδομένα εισόδου συγκρίνονται με τις τοπικά διαθέσιμες διευθύνσεις και σε περίπτωση μη σφάλματος, τα αρχικά δεδομένα λαμβάνονται και ο πείρος VT πηγαίνει ψηλά για να υποδείξει μια έγκυρη μετάδοση. Αποτελείται από έναν μόνο ακροδέκτη εισόδου για τη λήψη της σειριακής εισόδου και 12 καρφίτσες εξόδου με 8 καρφίτσες διευθύνσεων και 4 ακίδες δεδομένων. Διαθέτει επίσης 2 ενσωματωμένους ταλαντωτές και τα χαρακτηριστικά του είναι τα ίδια με αυτά του κωδικοποιητή H12E IC.

Βίντεο σχετικά με τη λειτουργία των Holtek H12E και H12D ICs

Μια εφαρμογή που περιλαμβάνει τη χρήση κωδικοποιητών και αποκωδικοποιητών - ασύρματη κρυπτογράφηση δεδομένων και αποκρυπτογράφηση

Σε καθε ασύρματη επικοινωνία , η ασφάλεια δεδομένων είναι το κύριο μέλημα. Υπάρχουν πολλοί τρόποι για την παροχή ασφάλειας σε ασύρματες πληροφορίες από χάκερ. Αυτό το έργο έχει σχεδιαστεί κυρίως για να παρέχει ασφάλεια στην επικοινωνία δεδομένων σχεδιάζοντας τυπικούς αλγόριθμους κρυπτογράφησης και αποκρυπτογράφησης.

Σε αυτό το έργο, χρησιμοποιούμε ένα πληκτρολόγιο 4 × 4 για τη μετάδοση των δεδομένων στον μικροελεγκτή του AT89C51 πατώντας τα πλήκτρα στο πληκτρολόγιο. Αυτά τα κλειδιά εντοπίζονται από τον μικροελεγκτή και τα δεδομένα που εντοπίστηκαν πρέπει να κρυπτογραφηθούν. Εδώ χρησιμοποιούμε έναν κωδικοποιητή HT640. Μετατρέπει τα δεδομένα σε εκκριτικό κώδικα για ασφάλεια και τα στέλνει στον πομπό του STT-433. Ο πομπός μεταδίδει τα κρυπτογραφημένα δεδομένα στον προορισμό μέσω επικοινωνίας RF. Ο δέκτης του STR-433 τον λαμβάνει με συχνότητα 433MHz και αποκρυπτογραφείται από έναν αποκωδικοποιητή HT649 σύμφωνα με έναν αλγόριθμο και εμφανίζει αποκρυπτογραφημένα δεδομένα σε 16 × 2LCD.

Λειτουργικό διάγραμμα του πομπού:

Λειτουργικό διάγραμμα του δέκτη:

Με τις αναδυόμενες τεχνολογίες, αναπτύσσονται διάφοροι τομείς εφαρμογών στην Ηλεκτρονική. Με την αύξηση σε αυτούς τους τομείς εφαρμογών, απαιτείται η ζήτηση για βελτιωμένη και απλούστερη αρχιτεκτονική, με αποτέλεσμα γρηγορότερες και αποδοτικές λειτουργίες. Αυτή η συσκευή είναι πολύ απλή και οικονομικά συγκριτική με τις υπάρχουσες μεθόδους. Πρέπει να στείλουμε δεδομένα με μεγαλύτερη ασφάλεια σε οποιοδήποτε εύρος.