Antes de entrar en detalles sobre codificadores y decodificadores, tengamos una breve idea sobre multiplexación. A menudo nos encontramos con aplicaciones en las que es necesario alimentar varias señales de entrada a una sola carga, cada una a la vez. Este proceso de seleccionar una de las señales de entrada para alimentar a la carga se conoce como multiplexación. El proceso inverso de esta operación, es decir, el proceso de alimentar varias cargas desde una fuente de señal común se conoce como demultiplexación.
De manera similar, en el dominio digital, para facilitar la transmisión de datos, los datos a menudo se cifran o se colocan dentro de códigos y luego se transmite este código seguro. En el receptor, los datos codificados se descifran o se recopilan del código y se procesan para mostrarse o entregarse a la carga en consecuencia.
Esta tarea de cifrar los datos y descifrar los datos se realiza mediante codificadores y decodificadores. Entonces, entendamos ahora qué son codificadores y decodificadores.
¿Qué son los codificadores?
Los codificadores son circuitos integrados digitales que se utilizan para la codificación. Por codificación, nos referimos a generar un código binario digital para cada entrada. Un codificador IC generalmente consta de un pin de habilitación que generalmente se establece en alto para indicar el funcionamiento. Consiste en 2 ^ n líneas de entrada y n líneas de salida, cada línea de entrada está representada por un código de ceros y unos que se reflejan en las líneas de salida.
En la comunicación de RF, el codificador también se puede utilizar para convertir datos en paralelo en datos en serie.
Dos codificadores ICS populares
1. H12E
Un ejemplo popular de codificador es el codificador Holtek H12E que se utiliza para la conversión de paralelo a serie.
Es un tipo de CMOS IC con 8 pines de dirección y 12 pines de datos. Es un IC de 18 pines. Se utiliza en Comunicación RF donde convierte los datos paralelos de 12 bits a forma serial. Consiste en un pin de habilitación que es un pin bajo activo y cuando se establece bajo, la transmisión está habilitada. El codificador H12E envía 4 palabras a la vez. En otras palabras, hasta que el pin! TE se establezca en bajo, el codificador transmite varios ciclos de cada 4 palabras y detiene la transmisión una vez que el pin! TE se establece en alto.
Características de H12E
- Funciona con una tensión de alimentación de 2,4 a 12 V.
- Está emparejado con la serie H12 de decodificadores
- Consta de osciladores incorporados
- Se basa en la tecnología CMOS de alta inmunidad al ruido.
- Es utilizado para operaciones por control remoto .
2. HC148
Otro ejemplo popular de codificador IC utilizado como codificador de prioridad es el HC148, que es un codificador de prioridad de 8 a 3 líneas. Por codificador de prioridad nos referimos a codificadores en los que se le da una cierta prioridad a cada entrada y en función del nivel de prioridad se genera el código de salida. También tiene un pin de habilitación que es un pin activo bajo y cuando se establece bajo, habilita la operación del codificador. Funciona dentro del rango de voltaje de funcionamiento de 2 V a 6 V.
¿Qué son los decodificadores?
Los decodificadores son circuitos integrados digitales que se utilizan para decodificar. En otras palabras, los decodificadores descifran u obtienen los datos reales del código recibido, es decir, convierten la entrada binaria en su entrada en un formulario, que se refleja en su salida. Consta de n líneas de entrada y 2 ^ n líneas de salida. Se puede usar un decodificador para obtener los datos requeridos del código o también se puede usar para obtener los datos en paralelo de los datos en serie recibidos.
Tres decodificadores populares
1. Decodificador DTMF MT8870C / MT8870C-1:
El MT8870C / MT8870C-1 es un decodificador DTMF IC para integrar el filtro de división de banda y las operaciones del decodificador digital. La sección de filtro usa técnicas de condensador conmutado para filtros de grupo alto y bajo, el decodificador usa técnicas de conteo digital para detectar y decodificar cada uno de los 16 pares de tonos DTMF en un código de 4 bits. La multifrecuencia de dos tonos es el sonido audible que escuchamos cuando presionamos las teclas de nuestro teléfono. El decodificador DTMF se utiliza para aplicaciones de control remoto.
DTMF es una estrategia para enviar y recibir control de información calificada a través de un canal de comunicaciones. Es probable que el espectador esté familiarizado en general con los tonos DTMF como se escuchan en un teléfono moderno con botones. Cada número en el teclado genera el tono DTMF correspondiente. Cuando se presiona un número en el teclado, se codifica y se transmite a través de un medio. El receptor lo recibe y decodifica el tono DTMF nuevamente en sus dos frecuencias particulares y luego de eso, el circuito de procesamiento actuará apropiadamente.
Funcionamiento del DECODIFICADOR DTMF MT8870:
Desde el circuito de aplicación, usa un decodificador DTMF MT8870 que usa un cristal de 3.57 MHz para generar la frecuencia apropiada para comparar los tonos de audio de entrada en su pin2 para generar un código BCD de 4 bits en su salida del pin 11 al 14. Estos datos BCD pasa a través de inversores HEX CMOS cuya salida está debidamente levantada y conectada al puerto 3 pin 10 a 14 como un búfer entre el DTMF IC y el microcontrolador. Mientras que los comandos de tono llegan desde una línea telefónica después de que se establece una llamada, primero llegan al decodificador DTMF IC MT8870. Por ejemplo, si se presiona el botón 1, la salida se desarrolla 0001 en el pin 11-14 que se invierte y se alimenta a los puertos de entrada del microcontrolador. Para el dígito 2, la salida desarrollada en consecuencia proporciona 0010 y así sucesivamente para el resto de los dígitos. El programa del microcontrolador, mientras se ejecuta, desarrolla una salida específica para cada número.
2. IC decodificador HT9170B DTMF:
2. IC decodificador HT9170B DTMF:El HT9170B es un receptor multifrecuencia de tono dual (DTMF) que integra un decodificador digital. Todas las series HT9170 utilizan técnicas de conteo digital para detectar y decodificar todas las entradas DTMF en una salida de código de 4 bits. Los filtros de alta precisión están diseñados para separar las señales de tono en señales de frecuencia de nivel alto y bajo. Es un IC de 18 pines.
La disposición de entrada está en el pin no 2 con una conexión de circuito RC. El oscilador del sistema comprende un inversor, una resistencia de polarización y un condensador de carga fundamental en IC. Un oscilador de cristal estándar de 3.579545MHz está conectado con los terminales X1 y X2 para ejecutar la función del oscilador. D0, D1, D2, D3 son los terminales de salida de datos. En este, usamos un teclado de cualquier teléfono o celular, normalmente un teclado de matriz 4 × 3. Cuando presionamos el del teclado, da una salida binaria de 0001, de manera similar para 2-0010, 3-0011, 4-0101, 5-0101, 6-0110, 7-0111, 8-1000 y 9-1001. Cuando el decodificador recibe una señal de tono efectiva, el pin DV sube y la señal del código de tono se transforma en su circuito interno para decodificación. Después de que el pin OE se ponga alto, el decodificador DTMF aparecerá en los pines de salida D0-D3.
Vídeo sobre el funcionamiento del decodificador DTMF IC 9170B
3. Decodificador H12D
Al igual que la serie de codificadores H12, el H12D también es un IC CMOS que se utiliza en la comunicación de RF. Está emparejado con el H12E y recibe la salida en serie del codificador. Los datos de entrada en serie se comparan con las direcciones disponibles localmente y, en caso de que no haya errores, se obtienen los datos originales y el pin VT pasa a alto para indicar una transmisión válida. Consiste en un solo pin de entrada para recibir la entrada serial y 12 pines de salida con 8 pines de dirección y 4 pines de datos. También tiene 2 osciladores incorporados y sus características son las mismas que las del codificador IC H12E.
Vídeo sobre el funcionamiento de los circuitos integrados Holtek H12E y H12D
Una aplicación que implica el uso de codificadores y decodificadores: cifrado y descifrado de datos inalámbricos
En cada Comunicación inalámbrica , la seguridad de los datos es la principal preocupación. Hay muchas formas de proporcionar seguridad a la información inalámbrica de los piratas informáticos. Este proyecto está diseñado principalmente para brindar seguridad para la comunicación de datos mediante el diseño de algoritmos de cifrado y descifrado estándar.
En este proyecto, usamos un teclado 4 × 4 para transmitir los datos al microcontrolador de AT89C51 presionando teclas en el teclado. Esas claves son detectadas por el microcontrolador y los datos detectados deben cifrarse. Aquí utilizamos un codificador de HT640. Convierte los datos en un código secreto por seguridad y lo envía al transmisor de STT-433. El transmisor transmite los datos cifrados al destino a través de la comunicación de RF. El receptor del STR-433 lo recibe con una frecuencia de 433MHz y es descifrado por un decodificador de HT649 según un algoritmo y muestra los datos descifrados en 16 × 2LCD.
Diagrama funcional del transmisor:
Diagrama funcional del receptor:
Con las tecnologías emergentes, están creciendo varias áreas de aplicaciones en Electrónica. Con el aumento en tales áreas de aplicaciones, se requiere la demanda de una arquitectura mejorada y más simple, lo que resulta en operaciones más rápidas y eficientes. Este dispositivo es muy simple y rentable en comparación con los métodos existentes. Tenemos que enviar datos de forma más segura en cualquier rango.
