Bài tập lớn môn Điện tử số Đề bài mạch tạo mã và giải mã hamming sửa lỗi Đơn bit cho một dãy dữ liệu phát gồm n bit

Mô hình hệ thống Luồng bit phát và thu đều ở dạng nối tiếp; Thử nghiệm với luồng dữ liệu n bit..  Phân Tích Bài Toán : lỗi đơn biết nếu có... -Phương hướng thực hiện bài toán :+ tạo mã

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG

KHOA CƠ BẢN I

BỘ MÔN ĐIỆN TỬ MÁY TÍNH



BÀI TẬP LỚN MÔN

ĐIỆN TỬ SỐ

Giảng viên giảng dạy: TS Nguyễn Trung Hiếu

Hà Nội, 2023

Thành viên nhóm :

Trưởng nhóm : Phạm Quốc Khánh B21DCVT248

Thành Viên : Đỗ Tùng Lâm B21DCDT130

Đặng Quang Khởi B21DCDT125

Lê Sỹ Khánh B21DCDT119

*Đề bài : Mạch tạo mã và giải mã Hamming sửa lỗi đơn bit cho một dãy dữ liệu phát gồm n bit.

Mô hình hệ thống

Luồng bit phát và thu đều ở dạng nối tiếp; Thử nghiệm với luồng dữ liệu n bit.

 Phân Tích Bài Toán :

-Yêu cầu đề bài : Truyền đi 1 mã hamming được tạo và kiểm tra tính đúng sai (sửa lỗi đơn biết nếu có)

-Phương hướng thực hiện bài toán :

+ tạo mã hamming bằng cách tìm Pi từ các bit thông tin đã cho

+ do môi trường mô phỏng là lý tưởng nên ta cần một bộ đánh lỗi đơn bit ngẫu nhiên để mô phỏng môi trường thực tế

+ Do tín hiệu vào và ra ở dạng song song( mỗi bit ở trên một dây dẫn ) nên

ta cần một bộ chuyển bit từ song song sang nối tiếp và ngược lại

+ Khi thu được tín hiệu, cần kiểm tra tính đúng sai (tìm Si ) và sửa lỗi đơn bit (nếu có)

-Cơ sở lý thuyết :

+ Phương pháp tạo và giải mã hamming

+ trigger D , JK đồng bộ

+ bộ đếm không đồng bộ

+ Bộ ghi dịch phải

+ thanh chốt dữ liệu

 Nguyên lý hoạt động

1 Sơ đồ khối

2 Nguyên lý và cấu tạo từng khối

Xét n=4 :

+ khối tìm P i và khối tạo lỗi gồm :

- các cổng logic XOR : tìm Pi

- 1 IC 4017 : Bộ đánh lỗi , chân MR có tác dụng giới hạn số bit chạy

trường hợp này nối MR lên chân Q4 của IC

IC 4017

Tín hiệu ban đầu được đưa vào khối tạo lỗi qua các cổng XOR để tạo một bit lỗi đồng thời các tín hiệu cũng được đưa vào khối tìm Pi Sau khi tìm Pi

và tạo lỗi thì tín hiệu được sắp xếp để tạo mã Hamming

KHỐI TÌM P I VÀ TẠO LỖI ĐƠN BIT

+khối phát dữ liệu :

-1 IC74151: Bộ chọn địa chỉ 8 đầu vào và 1 đầu ra ( ở đây ta chỉ cần 7 đầu

vào )

- 1 IC 7493: Bộ đếm MOD 2 và MOD 8 độc lập (ta cần MOD 7)

- Cổng logic AND : thành phần của bộ đếm MOD 7

Mã Hamming được đưa vào bộ chuyển tín hiệu từ song song sang nối tiếp Mỗi

xung clock thì bộ đếm (7493) đếm 1 đơn vị đồng thời bộ chon địa chỉ (74151)

chọn 1 vị trí tiếp theo(một bit tiếp theo) chuyển thành nối tiếp Sau 8 xung clock thì toàn bộ 7 bit của mã Hamming chuyển thành nối tiếp để phát đi

KHỐI PHÁT TÍN HIỆU

 Khối thu tín hiệu :

+ Bộ chuyển tín hiệu từ nối tiếp sang song song : gồm 7 trigger D đồng bộ

+ 1 IC 74HC373: Thanh chốt dữ liệu

Bên thu tín hiệu sẽ chuyển từ nối tiếp sang song song sử dụng thanh ghi Cứ mỗi xung clock thanh ghi lại lưu trữ 1 bit dữ liệu, khi đủ 8 xung khiển thông qua LE (hoạt động ở mức cao).LE được nối với chân Reset của bộ đếm

KHỐI THU TÍN HIỆU

 Khối giải mã : gồm các cổng XOR để tìm Si

 Khối sửa lỗi : gồm các cổng AND để tạo bit sửa lỗi bằng cách tổ hợp các Si

tương ứng với Di

 -B1: Sử dụng các cổng XOR để nối các bit nhằm tìm hệ số S:

 S1=P0⨁D0⨁D1⨁D3

 S2=P1⨁D0⨁D2⨁D3

 S3=P2⨁D1⨁D2⨁D3

 -B2: Tổ hợp các bit sửa lỗi bằng cách sử dụng cổng AND nối toàn bộ các hệ

số Sn theo quy tắc:

 “Đối với bit thông tin cần kiểm tra, ta có thể lập bit kiểm tra tương ứng

cổng NOT trước khi đến cổng AND”

KHỐI GIẢI MÃ VÀ SỬA LỖI

3 Kết quả mô phỏng thực tế

Mã 1110 với bit lỗi tại D1

Mã 1111 với bit lỗi tại D2

Mã 0001 với bit lỗi tại D3

*Chú thích:

-Dn: Bit thông tin ở nguồn -Dn(error): Bit thông tin bị lỗi trong thực tế -Dn(after): Bit thông tin thu được sau khi sửa lỗi

4 Đánh giá mạch

+ Ưu điểm : đơn giản , dễ thiết kế , tiết kiệm chi phí sử dụng dây

+ Nhược điểm : -cần nhiều linh kiện => tăng chi phí

-tốc độ xử lý chậm