أجهزة التشفير وأجهزة فك التشفير

قبل الخوض في التفاصيل حول أجهزة التشفير وأجهزة فك التشفير ، دعونا نحصل على فكرة موجزة عن Multiplexing. غالبًا ما نصادف تطبيقات حيث يكون ذلك ضروريًا لتغذية العديد من إشارات الإدخال بحمل واحد ، كل على حدة. تُعرف عملية اختيار إحدى إشارات الإدخال التي سيتم تغذيتها بالحمل باسم Multiplexing. يُعرف عكس هذه العملية ، أي عملية تغذية عدة أحمال من مصدر إشارة واحد مشترك باسم Demultiplexing.

وبالمثل في المجال الرقمي ، لسهولة نقل البيانات ، غالبًا ما يتم تشفير البيانات أو وضعها في أكواد ومن ثم يتم نقل هذا الرمز الآمن. في المستقبل ، يتم فك تشفير البيانات المشفرة أو تجميعها من الكود ومعالجتها لعرضها أو إعطاؤها للحمل وفقًا لذلك.

تتم مهمة تشفير البيانات وفك تشفير البيانات بواسطة أجهزة التشفير وأجهزة فك التشفير. لذلك دعونا نفهم الآن ما هي أجهزة التشفير وأجهزة فك التشفير.

ما هي أجهزة التشفير؟

أجهزة التشفير هي دوائر متكاملة رقمية تستخدم في الترميز. من خلال الترميز ، فإننا نعني إنشاء رمز ثنائي رقمي لكل إدخال. يتكون Encoder IC عمومًا من دبوس تمكين يتم تعيينه عادةً على مستوى عالٍ للإشارة إلى العمل. يتكون من 2 ^ n من خطوط الإدخال و n من خطوط الإخراج حيث يتم تمثيل كل سطر إدخال بواسطة رمز من الأصفار والآحاد التي تنعكس في خطوط الإخراج.

في اتصالات التردد اللاسلكي ، يمكن أيضًا استخدام جهاز التشفير لتحويل البيانات المتوازية إلى بيانات تسلسلية.

اثنان مشهور ICS

1. H12E

من الأمثلة الشائعة على التشفير هو Holtek Encoder H12E المستخدم للتوازي مع التحويل التسلسلي.

إنه نوع من CMOS IC مع 8 دبابيس عناوين و 12 دبابيس بيانات. وهو عبارة عن 18 دبوس IC. يتم استخدامه في الاتصالات RF حيث يحول البيانات المتوازية 12 بت إلى شكل تسلسلي. يتكون من دبوس تمكين وهو دبوس منخفض نشط وعندما يتم ضبطه على مستوى منخفض ، يتم تمكين الإرسال. يرسل جهاز التشفير H12E 4 كلمات في المرة الواحدة. بمعنى آخر ، حتى يتم ضبط دبوس TE منخفضًا ، يرسل المشفر عدة دورات من كل 4 كلمات ويوقف الإرسال بمجرد تعيين! TE pin مرتفعًا.

ميزات H12E

• يعمل بجهد إمداد من 2.4 إلى 12 فولت.
• يقترن مع سلسلة H12 من أجهزة فك التشفير
• يتكون من مذبذبات مدمجة
• يعتمد على تقنية CMOS عالية الضوضاء.
• أنه تستخدم لعمليات التحكم عن بعد .

2. HC148

مثال آخر شائع لـ Encoder IC المستخدم كأولوية للتشفير هو HC148 وهو مشفر ذو أولوية من 8 إلى 3 أسطر. من خلال مشفر الأولوية ، نشير إلى أجهزة التشفير حيث يتم إعطاء أولوية معينة لكل إدخال وبناءً على مستوى الأولوية ، يتم إنشاء كود الإخراج. كما أن لديها دبوس تمكين وهو دبوس منخفض نشط وعندما يتم ضبطه على مستوى منخفض ، فإنه يتيح تشغيل المشفر. يعمل في نطاق جهد التشغيل من 2 فولت إلى 6 فولت.

ما هي أجهزة فك التشفير؟

أجهزة فك التشفير هي دوائر متكاملة رقمية تُستخدم لفك التشفير. بمعنى آخر ، تقوم أجهزة فك التشفير بفك تشفير البيانات الفعلية أو الحصول عليها من الكود المستلم ، أي تحويل الإدخال الثنائي عند مدخلاته إلى نموذج ينعكس عند إخراجها. يتكون من n سطور الإدخال و 2 ^ n خطوط الإخراج. يمكن استخدام وحدة فك التشفير للحصول على البيانات المطلوبة من الكود أو يمكن استخدامها أيضًا للحصول على البيانات المتوازية من البيانات التسلسلية المستلمة.

ثلاث وحدات فك ترميز مشهورة

1. وحدة فك الشفرة MT8870C / MT8870C-1 DTMF:

MT8870C / MT8870C-1 عبارة عن وحدة IC لوحدة فك ترميز DTMF لدمج مرشح تقسيم النطاق وعمليات فك التشفير الرقمي. يستخدم قسم المرشح تقنيات مكثف بتبديل لمرشحات المجموعة العالية والمنخفضة ، حيث يستخدم جهاز فك التشفير تقنيات العد الرقمي لاكتشاف وفك تشفير كل زوج من أزواج نغمات DTMF البالغ عددها 16 إلى رمز مكون من 4 بتات. نغمة مزدوجة متعددة التردد هو الصوت المسموع الذي نسمعه عندما نضغط على مفاتيح الهاتف. يستخدم مفكك الشفرة DTMF لتطبيقات التحكم عن بعد.

DTMF هي استراتيجية لإرسال واستقبال التحكم في المعلومات المؤهلة عبر قناة اتصالات. من المحتمل أن يكون المشاهد على دراية بنغمات DTMF كما يسمعها هاتف حديث يعمل بضغطة زر. يتم إنشاء كل رقم على لوحة المفاتيح نغمة DTMF المقابلة. عندما يتم الضغط على رقم على لوحة المفاتيح ، يتم تشفيره ونقله عبر وسيط. يستقبلها جهاز الاستقبال ويفك تشفير نغمة DTMF مرة أخرى إلى ترددين محددين وبعد ذلك ، ستعمل دائرة المعالجة بشكل مناسب.

عمل DTMF DECODER MT8870:

من دائرة التطبيق ، تستخدم وحدة فك ترميز DTMF MT8870 التي تستخدم بلورة 3.57 ميجاهرتز لتوليد التردد المناسب لمقارنة نغمات الصوت المدخلة في طرفها 2 لتوليد كود 4 بت BCD عند خرجه من دبوس 11 إلى 14. بيانات BCD هذه هي عبر محولات HEX CMOS ، يتم سحب خرجها على النحو الواجب وتوصيله بالمنفذ 3 pin 10 إلى 14 كمخزن مؤقت بين DTMF IC والمتحكم الدقيق. بينما تصل أوامر النغمات من خط الهاتف بعد إجراء مكالمة ، فإنها تصل أولاً إلى وحدة فك ترميز DTMF IC MT8870. على سبيل المثال ، إذا تم الضغط على الزر 1 ، فإن الإخراج يطور 0001 عند الطرف 11-14 والذي يتم قلبه وتغذيته في منافذ إدخال وحدة التحكم الدقيقة. بالنسبة للرقم 2 ، يوفر الناتج الذي تم تطويره وفقًا لذلك 0010 وما إلى ذلك لبقية الأرقام. يقوم برنامج الميكروكونترولر أثناء تنفيذه بتطوير مخرجات محددة لكل رقم.

2. IC فك HT9170B DTMF:

HT9170B هو جهاز استقبال ثنائي النغمة متعدد التردد (DTMF) يدمج وحدة فك ترميز رقمية. تستخدم جميع سلسلة HT9170 تقنيات العد الرقمي لاكتشاف وفك تشفير كل مدخلات DTMF في إخراج كود 4 بت. تم تصميم المرشحات عالية الدقة لفصل إشارات النغمة إلى إشارات تردد منخفضة وعالية المستوى. وهو عبارة عن 18 دبوس IC.

يكون ترتيب الإدخال عند الطرف رقم 2 مع وصلة دائرة RC. يتألف مذبذب النظام من عاكس ومقاوم تحيز ومكثف تحميل أساسي على IC. يتم توصيل مذبذب بلوري قياسي 3.579545MHz بأطراف X1 و X2 لتنفيذ وظيفة المذبذب. D0 ، D1 ، D2 ، D3 هي محطات إخراج البيانات. في هذا ، استخدمنا لوحة مفاتيح لأي هاتف أو هاتف خلوي ، وعادة ما تكون لوحة مفاتيح مصفوفة 4 × 3. عندما نضغط على واحد على لوحة المفاتيح ، فإنه يعطي ناتجًا ثنائيًا قدره 0001 ، وبالمثل لـ 2-0010 ، 3-0011 ، 4-0101 ، 5-0101 ، 6-0110 ، 7-0111 ، 8-1000 و 9-1001. عندما يستقبل مفكك التشفير إشارة نغمة فعالة ، يرتفع دبوس DV وتتحول إشارة رمز النغمة إلى دائرته الداخلية لفك التشفير. بعد أن يرتفع دبوس OE ، ستظهر وحدة فك ترميز DTMF على دبابيس الإخراج D0-D3.

فيديو عن عمل وحدة فك الشفرة DTMF IC 9170B

3. جهاز فك الشفرة H12D

مثل سلسلة H12 من التشفير ، فإن H12D هو أيضًا CMOS IC المستخدم في اتصالات RF. يتم إقرانه مع H12E ويتلقى الإخراج التسلسلي من جهاز التشفير. تتم مقارنة بيانات الإدخال التسلسلي بالعناوين المتاحة محليًا وفي حالة عدم وجود خطأ ، يتم الحصول على البيانات الأصلية ويصبح دبوس VT مرتفعًا للإشارة إلى إرسال صالح. يتكون من دبوس إدخال واحد لتلقي الإدخال التسلسلي و 12 دبوس إخراج مع 8 دبابيس عنوان و 4 دبابيس بيانات. كما أنه يحتوي على مذبذبين مدمجين وميزاته هي نفس ميزات جهاز التشفير H12E IC.

فيديو عن عمل Holtek H12E و H12D ICs

تطبيق يتضمن استخدام أجهزة التشفير وأجهزة فك التشفير - تشفير البيانات اللاسلكية وفك التشفير

في كل اتصالات لاسلكية ، أمن البيانات هو الشاغل الرئيسي. هناك العديد من الطرق لتوفير الأمان للمعلومات اللاسلكية من المتسللين. تم تصميم هذا المشروع بشكل أساسي لتوفير الأمن لاتصالات البيانات من خلال تصميم التشفير القياسي وخوارزميات فك التشفير.

في هذا المشروع ، نستخدم لوحة مفاتيح 4 × 4 لنقل البيانات إلى متحكم AT89C51 بالضغط على المفاتيح الموجودة على لوحة المفاتيح. يتم الكشف عن هذه المفاتيح بواسطة متحكم دقيق وتحتاج البيانات المكتشفة إلى التشفير. هنا نستخدم مشفر HT640. يقوم بتحويل البيانات إلى رمز سري للأمان وإرسالها إلى جهاز الإرسال STT-433. يرسل جهاز الإرسال البيانات المشفرة إلى الوجهة من خلال اتصالات التردد اللاسلكي. يستقبلها مستقبل STR-433 بتردد 433 ميجا هرتز ويتم فك تشفيره بواسطة وحدة فك ترميز HT649 وفقًا لخوارزمية ويعرض البيانات التي تم فك تشفيرها على 16 × 2LCD.

مخطط وظيفي لجهاز الإرسال:

رسم تخطيطي وظيفي لجهاز الاستقبال:

مع التقنيات الناشئة ، تنمو مجالات مختلفة من التطبيقات في الإلكترونيات. مع الزيادة في مثل هذه المجالات من التطبيقات ، فإن الطلب على بنية محسنة وأبسط مطلوب ، مما يؤدي إلى عمليات أسرع وأكثر كفاءة. هذا الجهاز بسيط للغاية وفعال من حيث التكلفة مقارنة بالطرق الحالية. يتعين علينا إرسال البيانات بشكل أكثر أمانًا في أي نطاق.