Abans d’entrar en detalls sobre codificadors i descodificadors, feu-nos una breu idea sobre el multiplexatge. Sovint ens trobem amb aplicacions on es necessita alimentar diversos senyals d’entrada a una sola càrrega, cadascuna alhora. Aquest procés de selecció d’un dels senyals d’entrada a alimentar a la càrrega es coneix com a multiplexació. El revers d’aquesta operació, és a dir, el procés d’alimentació de diverses càrregues d’una font de senyal comuna es coneix com a Demultiplexació.
De la mateixa manera, en el domini digital, per facilitar la transmissió de dades, les dades sovint es xifren o es col·loquen dins de codis i després es transmet aquest codi segur. Al receptor, les dades codificades es desxifren o es recopilen del codi i es processen per mostrar-les o donar-les a la càrrega en conseqüència.
Aquesta tasca de xifrar les dades i desxifrar-les es realitza mitjançant codificadors i descodificadors. Per tant, ara entenem què són els codificadors i els descodificadors.
Què són els codificadors?
Els codificadors són circuits integrats digitals que s’utilitzen per a la codificació. Per codificació, volem generar un codi binari digital per a cada entrada. Un IC de codificador consisteix generalment en un pin Habilita que normalment s’estableix com a alt per indicar el funcionament. Consta de 2 ^ n línies d'entrada i n línies de sortida amb cada línia d'entrada representada per un codi de zeros i uns que es reflecteixen a les línies de sortida.
En la comunicació RF, el codificador també es pot utilitzar per convertir dades paral·leles en dades serials.
Dos codificadors populars ICS
1. H12E
Un exemple popular de codificador és el codificador Holtek H12E utilitzat per a la conversió en paral·lel a sèrie.
És un tipus de CI CMOS amb 8 pins d'adreces i 12 pins de dades. És un CI de 18 pins. S'utilitza a Comunicació RF on converteix les dades paral·leles de 12 bits en forma de sèrie. Consisteix en un pin Habilita que és un pin actiu baix i, quan es posa baix, la transmissió està habilitada. El codificador H12E envia 4 paraules a la vegada. Dit d’una altra manera, fins que el pin! TE es posa baix, el codificador transmet diversos cicles de cada 4 paraules i atura la transmissió una vegada que el pin! TE es posa alt.
Característiques de H12E
- Funciona amb una tensió d'alimentació de 2,4 a 12 V.
- Es combina amb la sèrie de descodificadors H12
- Consisteix en oscil·ladors integrats
- Es basa en la tecnologia CMOS d’alta immunitat al soroll.
- És s’utilitza per a operacions controlades a distància .
2. HC148
Un altre exemple popular de codificador IC utilitzat com a codificador prioritari és HC148, que és un codificador de prioritat de 8 a 3 línies. Per codificador de prioritat ens referim a codificadors on es dóna una determinada prioritat a cada entrada i, en funció del nivell de prioritat, es genera el codi de sortida. També té un pin Habilita que és un pin baix actiu i, quan es posa baix, permet el funcionament del codificador. Funciona dins del rang de tensió de funcionament de 2 V a 6V.
Què són els descodificadors?
Els descodificadors són circuits integrats digitals que s’utilitzen per descodificar. En altres paraules, els descodificadors desxifren o obtenen les dades reals del codi rebut, és a dir, converteixen l’entrada binària a la seva entrada a un formulari, que es reflecteix a la seva sortida. Consta de n línies d'entrada i 2 ^ n línies de sortida. Es pot utilitzar un descodificador per obtenir les dades necessàries del codi o també es pot utilitzar per obtenir les dades paral·leles a partir de les dades serials rebudes.
Tres descodificadors populars
1. Descodificador DTMF MT8870C / MT8870C-1:
El MT8870C / MT8870C-1 és un CI de descodificació DTMF que integra les operacions del filtre de divisió de bandes i del descodificador digital. La secció de filtres utilitza tècniques de condensadors commutats per a filtres de grup alt i baix. El descodificador utilitza tècniques de recompte digital per detectar i descodificar cadascun dels 16 parells de tons DTMF en un codi de 4 bits. La freqüència de doble to és el so audible que sentim quan premem les tecles del nostre telèfon. El descodificador DTMF s’utilitza per a aplicacions de control remot.
DTMF és una estratègia per enviar i rebre control d’informació qualificada a través d’un canal de comunicacions. És probable que l’espectador conegui els tons DTMF que s’escolten en un telèfon modern amb botó. Cada número del teclat genera el to DTMF corresponent. Quan es prem un número al teclat, es codifica i es transmet per un suport. El receptor el rep i descodifica el to DTMF en les seves dues freqüències particulars i, després, el circuit de processament actuarà adequadament.
Funcionament de DTMF DECODER MT8870:
Des del circuit d’aplicació, utilitza un descodificador DTMF MT8870 que utilitza un cristall de 3,57 MHz per generar una freqüència adequada per comparar els tons d’àudio d’entrada al pin2 per generar codi BCD de 4 bits a la sortida del pin 11 a 14. Aquestes dades BCD són va passar a través dels inversors CMOS HEX la sortida dels quals està degudament estirada i connectada al port-3 pin 10 a 14 com a memòria intermèdia entre el DTMF IC i el microcontrolador. Tot i que les ordres de to arriben des d’una línia telefònica després que s’estableixi una trucada, primer arriba al descodificador DTMF IC MT8870. Per exemple, si es prem el botó 1, la sortida desenvolupa 0001 al pin 11-14, que s'inverteixen i s'alimenten als ports d'entrada del microcontrolador. Per al dígit 2, la sortida desenvolupada en conseqüència proporciona 0010 i així successivament per a la resta de dígits. Mentre s’executa, el programa de microcontroladors desenvolupa una sortida específica per a cada número.
2. IC del descodificador HT9170B DTMF:
2. IC del descodificador HT9170B DTMF:El HT9170B és un receptor multi-freqüència de doble to (DTMF) que integra un descodificador digital. Totes les sèries HT9170 utilitzen les tècniques de recompte digital per detectar i descodificar totes les entrades DTMF en una sortida de codi de 4 bits. Els filtres d'alta precisió estan dissenyats per separar els senyals de to en senyals de freqüència baixa i alta. És un CI de 18 pins.
La disposició d’entrada és al pin no 2 amb una connexió de circuit RC. L’oscil·lador del sistema consta d’un inversor, una resistència de polarització i un condensador de càrrega fonamental a l’IC. Un oscil·lador de cristall estàndard de 3,579545 MHz està connectat amb terminals X1 i X2 per executar la funció d’oscil·lador. D0, D1, D2, D3 són els terminals de sortida de dades. En això, hem utilitzat un teclat de qualsevol telèfon o telèfon mòbil, normalment un teclat de matriu 4 × 3. Quan premem el del teclat, dóna una sortida binària de 0001, de manera similar per a 2-0010, 3-0011, 4-0101, 5-0101, 6-0110, 7-0111, 8-1000 i 9-1001. Quan el descodificador rep un senyal de to efectiu, el pin DV augmenta i el senyal de codi de to es transforma en els seus circuits interns per a la descodificació. Després, el pin OE augmenta, el descodificador DTMF apareixerà als pins de sortida D0-D3.
Vídeo sobre el funcionament del descodificador DTMF IC 9170B
3. Descodificador H12D
Igual que la sèrie de codificadors H12, l'H12D també és un IC CMOS que s'utilitza en la comunicació de RF. Es vincula amb l’H12E i rep la sortida sèrie del codificador. Les dades d’entrada en sèrie es comparen amb les adreces disponibles localment i, en cas d’error, s’obtenen les dades originals i el pin VT augmenta per indicar una transmissió vàlida. Consisteix en un sol pin d'entrada per rebre l'entrada de sèrie i 12 pins de sortida amb 8 pins d'adreça i 4 pins de dades. També té 2 oscil·ladors incorporats i les seves característiques són les mateixes que les del codificador IC H12E.
Vídeo sobre el funcionament dels circuits integrats Holtek H12E i H12D
Una aplicació que implica l'ús de codificadors i descodificadors: xifrat i desxifrat de dades sense fils
En tots comunicació sense fils , la seguretat de les dades és la principal preocupació. Hi ha moltes maneres de proporcionar seguretat a la informació sense fils dels pirates informàtics. Aquest projecte està dissenyat principalment per proporcionar seguretat a la comunicació de dades mitjançant el disseny d’algoritmes estàndards de xifratge i desxifratge.
En aquest projecte, fem servir un teclat 4 × 4 per transmetre les dades al microcontrolador de l’AT89C51 prement les tecles del teclat. Aquestes claus són detectades pel microcontrolador i cal xifrar les dades detectades. Aquí fem servir un codificador de HT640. Converteix les dades en codi secret per seguretat i les envia al transmissor de STT-433. El transmissor transmet les dades xifrades a la destinació mitjançant la comunicació RF. El receptor de STR-433 el rep amb una freqüència de 433 MHz i és desxifrat per un descodificador de HT649 segons un algorisme i mostra dades desxifrades en 16 × 2LCD.
Esquema funcional del transmissor:
Esquema funcional del receptor:
Amb les tecnologies emergents, diverses àrees d’aplicacions en electrònica estan creixent. Amb l’augment d’aquestes àrees d’aplicacions, es requereix una demanda d’arquitectura millorada i més senzilla, cosa que resulta en operacions més ràpides i eficients. Aquest dispositiu és molt senzill i rendible en comparació amb els mètodes existents. Hem d’enviar dades de manera més segura a qualsevol abast.
