Mã hóa và giải mã không có gì xa lạ và là tất yếu trong đời sống chúng ta. Nó được dùng để dễ nhớ, dễ đặt, dễ làm,... là quy ước chung cũng có thể phổ biến cũng có thể bí mật. Mời các bạn cùng tham khảo bài giảng để tìm hiểu nội dung chi tiết về mã hóa và giải mã.
Chương Mã hóa giải mã 5.1 Bộ mã hóa 5.2 Bộ giải mã 5.3 Bài tập áp dụng 5.1 Bộ mã hóa Mã hóa giải mã khơng có xa lạ tất yếu đời sống Nó dùng để dễ nhớ, dễ đặt, dễ làm,…là quy ước chung phổ biến bí mật Chẳng hạn dùng chữ để đặt tên cho đường, cho 1con người; dùng số mã số sinh viên, thi đấu thể thao; quy ước đèn xanh, đỏ, vàng tương ứng cho phép đi,đứng, dừng giao thông; viết thư sử dụng chữ viết tắt, kí hiệu riêng để giữ bí mật hay phức tạp phải mã hố thơng tin dùng tình báo, vv… Thơng tin mã hố dũng phải giải mã ta giải chấp nhận, thực theo quy ước, điều kiện có liên quan chặt chẽ tới mã hố Trong mạch số, tất nhiên thông tin phải mã hoá hay giải mã dạng số.Trong mục này, ta xem xét cụ thể cách thức, cấu trúc, ứng dụng mã hoá giải mã số Trong hệ thống số kể viễn thơng, máy tính; đường điều khiển tuỳ chọn hay liệu truyền hay xử lí phải dạng số hệ gồm 0; có nhiều đường tín hiệu có bit đường điều khiển mở nguồn cho mạch mức 1; có nhiều đường địa nhiều bit chẳng hạn 110100 để CPU xác định địa nhớ; liệu dạng hex gửi xuống máy in cho in kí tự Tất tổ hợp bit gọi mã số (code) hay mã Và mạch tạo mã số gọi mạch mã hoá (lập mã: encoder) Mã hoá sang Mạch mã hố đường sang đường gọi mã hố bát phân sang nhị phân (có ngõ vào chuyển thành ngõ dạng số nhị phân bit Trong lúc có ngõ vào mức tích cực tương ứng với tổ hợp mã số ngõ ra; tức ngõ vào cho mã số bit khác Với ngõ vào (I0 đến I7) có tổ hợp ngõ nên cần ngõ (Y2, Y1, Y0) Mã hoá sang Bảng trạng thái mạch mã hoá sang Từ bảng trên, ta có : Y0 = I1 + I3 + I5 + I7 Y1 = I2 + I3 + I6 + I7 Y2 = I4 + I5 + I6 +I7 Mã hoá sang Dựa vào biểu thức ta vẽ mạch logic hình : Từ bảng trên, ta có : Y0 = I1 + I3 + I5 + I7 Y1 = I2 + I3 + I6 + I7 Y2 = I4 + I5 + I6 +I7 MẠCH MÃ HOÁ 10 ĐƯỜNG SANG ĐƯỜNG Mạch gồm bàn phím 10 phím nhấn từ SW0 đến SW9 Các phím thường hở để đường I0 đến I9 thấp có điện trở khoảng nối xuống mass Trong thời điểm có phím nhấn để đường lên cao, đường khác thấp Khi phím nhấn tạo mã nhị phân tương ứng làm sáng led nối với bit mã số Mã giải mã sang led đoạn để hiển thị Ví dụ nhấn phím SW2 mã tạo 0010 led hiển thị số Như mạch sử dụng mã hoá 10 đường sang đường hay gọi mạch chuyển đổi mã thập phân sang BCD MẠCH MÃ HOÁ 10 ĐƯỜNG SANG ĐƯỜNG Và bảng thật mạch mã hoá 10 đường sang đường MẠCH MÃ HOÁ 10 ĐƯỜNG SANG ĐƯỜNG Với 10 ngõ vào, ngõ ra; toán thiết kế mạch logic tổ hợp đơn giản sử dụng cổng nand hình : MẠCH MÃ HỐ ƯU TIÊN Với mạch mã hoá cấu tạo cổng logic hình ta có nhận xét trường hợp nhiều phím nhấn lúc khơng thể biết mã số Do để đảm bảo hay nhiều phím nhấn, mã số tương ứng với ngõ vào có số cao nhấn, người ta sử dụng mạch mã hoá ưu tiên Rõ ràng cấu tạo logic phải thêm số cổng logic phức tạp hơn, IC 74LS147 mạch mã hoá ưu tiên 10 đường sang đường, tích hợp sẵn tất cổng logic Kí hiệu khối 74LS147 hình bên : MẠCH MÃ HỐ ƯU TIÊN Bảng thật 74LS147 Từ bảng thật cho thấy thứ tự ưu tiên giảm từ ngõ vào xuống ngõ vào Chẳng hạn ngõ vào bất chấp ngõ khác (X) số BCD 1001 (qua cổng đảo nữa) Chỉ ngõ vào mức (mức không tích cực) ngõ vào khác chấp nhận, cụ thể ngõ vào ưu tiên trước mức thấp Với mạch mã hoá ưu tiên đường sang đường, có IC tương ứng 74LS148 Mạch giải mã BCD sang thập phân 74LS42 IC làm nhiệm vụ giải mã đường sang 10 đường Cấu tạo logic bảng hoạt động minh hoạ rõ cho mạch giải mã : Mạch giải mã BCD sang thập phân Để ý có ngõ vào nên có 16 trạng thái logic ngõ Ở sử dụng 10 trạng thái logic đầu, trạng thái sau không dùng Với mạch giải mã sang 16 tận dụng hết số trạng thái Một điểm ngõ 7442 tác động mức thấp Về nguyên tắc ta mã hố từ n đường sang m đường ngược lại giải mã từ m đường sang n đường, chức mã hoá giải mã không rõ rệt lắm, chúng làm nhiệm vụ chuyển đổi từ mã sang mã khác (những mạch nói đến mã hệ 2, thực nhiều loại mã khác) Cũng có số chúng tích hợp sẵn IC 7441, 7442 giải mã BCD sang thập phân, 7443 giải mã thừa sang thập phân, … Nhiều mạch giải mã có thêm mạch chịu dòng hay cao mạch logic TTL thơng thường nên gọi mạch giải mã thúc Mạch sau minh hoạ cách kết hợp mạch với mạch giải mã để cung cấp hoạt động định thời định thứ tự, IC giải mã thúc 7445 dùng tải động có áp lớn dòng lớn ngồi sức cung cấp IC giải mã thường Mạch giải mã BCD sang thập phân Mạch đếm tạo 16 tổ hợp trạng thái cho mạch mã hố Phải chu kì xung ck Q3 xuống thấp, cho phép động cấp nguồn; đèn mở sau chu kì xung ck Thời gian mở tải chu kì xung ck Ta điều chỉnh thời gian từ mạch dao động tạo xung ck Giải mã BCD sang led đoạn Một dạng mạch giải mã khác hay sử dụng hiển thị led đoạn mạch giải mã BCD sang led đoạn Mạch phức tạp nhiều so với mạch giải mã BCD sang thập phân nói phần trước mạch phải cho tổ hợp có nhiều ngõ lên cao xuống thấp (tuỳ loại đèn led anode chung hay cathode chung) để làm đoạn led cần thiết sáng tạo nên số hay kí tự Led đoạn Trước hết xem qua cấu trúc loại đèn led đoạn số đèn cấu tạo đoạn led có chung anode (AC) hay cathode (KC); xếp hình số vng (như hình trên) ngồi có led đặt làm dấu phẩy thập phân cho số thị; điều khiển riêng biệt không qua mạch giải mã Các chân led xếp thành hàng chân hàng chân A chung hay K chung Thứ tự xếp cho loại trình bày Led đoạn Để đèn led hiển thị số led tương ứng phải sáng lên, đó, led phải phân cực điện trở khoảng 180 đến 390 ohm với nguồn cấp chuẩn thường 5V IC giải mã có nhiệm vụ nối chân a, b, g led xuống mass hay lên nguồn (tuỳ A chung hay K chung) Khảo sát 74LS47 Là IC giải mã đồng thời thúc trực tiếp led đoạn loại Anode chung ln có ngõ cực thu để hở khả nhận dòng đủ lớn Trong • A, B, C, D ngõ vào mã BCD • RBI ngõ vào xố dợn sóng • LT ngõ thử đèn • BI/RBO ngõ vào xố hay ngõ xố rợn • a tới g ngõ (cực thu để hở) Khảo sát 74LS47 Khảo sát 74LS47 Khảo sát 74LS47 • Khi ngõ mạch giải mã tác động mức thấp (0) led tương ứng sáng • Ngồi 10 số từ đến giải mã, mạch giải mã trạng thái khác, không dùng đến (ghi 2) • Để hoạt động giải mã xảy bình thường chân LT BI/RBO phải mức cao • Muốn thử đèn led để led sáng hết kéo chân LT xuống thấp (ghi 5) • Muốn xố số (tắt hết led) kéo chân BI xuống thấp (ghi 3) Khi cần giải mã nhiều led đoạn ta ghép nhiều tầng IC, muốn xố số vơ nghĩa trước nối chân RBI tầng đầu xuống thấp, chân RBO xuống thấp nối tới tầng sau muốn xoá tiếp số vơ nghĩa tầng (ghi 4) Riêng tầng cuối RBI để trống hay để mức cao để hiển thị số cuối Khảo sát 74LS47 • Mạch dao động tạo xung kích cho mạch đếm, ta điều chỉnh chu kì xung để mạch đếm nhanh hay chậm • Mạch đếm tạo mã số đếm BCD cách tự động đưa tới mạch giải mã cho đếm lên hay đếm xuống • Mạch giải mã giải mã BCD sang led đoạn để hiển thị số đếm thập phân Những IC giải mã thúc led đoạn khác Một số IC có khả tổng hợp mạch đếm, chốt giả mã thúc vỏ 74142, 74143, 74144 bao gồm led HP5082, TIL308 IC giải mã thúc loại CMOS 4511 có khả thúc, giải mã chốt liệu lúc Các ngõ thấy tác động mức cao nên 4511 dùng cho giải mã led đoạn loại K chung Các chân BI, LT có chức tương tự bên 74LS47 Đặc biệt chân LE cho phép chốt liệu lại cao Vì cấu trúc có sẵn mạch thúc 8421 nên 4511 thức trực tiếp thúc hay thúc tải lớn đèn khí nóng sáng, tinh thể lỏng, huỳnh quang chân không IC giải mã thúc loại CMOS THE END ... có mã số áp vào ngõ vào tương ứng có ngõ tác động, mã ngõ vào thường mã ngõ Tất nhiên ngõ vào cho phép phải bật lên cho chức giải mã Mạch giải mã ứng dụng ghép kênh liệu, hiển thị led đoạn, giải. .. đoạn, giải mã địa nhớ Sơ đồ khối mạch giải mã: Giải mã sang Mạch giải mã đường sang đường bao gồm ngõ vào tạo nên tổ hợp trạng thái, ứng với tổ hợp trạng thái áp vào có ngõ tác động Giải mã sang... Tất tổ hợp bit gọi mã số (code) hay mã Và mạch tạo mã số gọi mạch mã hoá (lập mã: encoder) Mã hoá sang Mạch mã hố đường sang đường gọi mã hố bát phân sang nhị phân (có ngõ vào chuyển thành ngõ