NGUYÊN LÝ MẠCH CHUYỂN ĐỔI MÃ (Phần 1)

I.Giới thiệu Mã hóa và Giải mã

Mã hóa và giải thuật không có gì lạ lẫm và là tất yếu trong đời sống tất cả chúng ta .

Nó được dùng để dễ nhớ, dễ đặt, dễ làm, … là quy ước chung cũng hoàn toàn có thể phổ cập cũng hoàn toàn có thể bí hiểm .
Chẳng hạn dùng chữ để đặt tên cho 1 con đường, cho 1 con người, dùng số trong mã số sinh viên, trong tranh tài thể thao, quy ước đèn xanh, đỏ, vàng tương ứng là được cho phép đi, đứng, dừng trong giao thông vận tải, rồi viết bức thư sử dụng chữ viết tắt, kí hiệu riêng để giữ bí hiểm hay phức tạp hơn là phải mã hóa những thông tin dùng trong tình báo, vv …

Thông tin đã được mã hoá rồi thì khi dũng cũng phải giải mã nó và ta chỉ giải được khi chấp nhận, thực hiện theo đúng những quy ước, điều kiện có liên quan chặt chẽ tới mã hoá.

Bạn đang đọc: NGUYÊN LÝ MẠCH CHUYỂN ĐỔI MÃ (Phần 1)

Trong mạch số, tất yếu thông tin cũng phải được mã hóa hay giải thuật ở dạng số. Trong những mục này, ta sẽ xem xét đơn cử phương pháp, cấu trúc, ứng dụng của mã hóa giải mã số như thế nào .
Trong những mạng lưới hệ thống số kể cả viễn thông, máy tính, những đường điều khiển và tinh chỉnh tùy chọn hay tài liệu được truyền đi hay xử lí đều phải ở dạng số hệ 2 chỉ gồm 1 và 0, có nhiều đường tín hiệu chỉ có 1 bit như đường điều khiển và tinh chỉnh mở nguồn cho mạch ở mức 1, rồi có nhiều đường địa chỉ nhiều bit ví dụ điển hình 110100 để CPU xác lập địa chỉ trong bộ nhớ, rồi tài liệu dạng hex gửi xuống máy in cho in ra kí tự .
Tất cả những tổng hợp bit đó được gọi là những mã số ( code ) hay mã. Và mạch tạo ra những mã số gọi là mạch mã hóa ( lập mã : encoder ) .

II.MÃ HÓA 8 ĐƯỜNG SANG 3 ĐƯỜNG

Mạch mã hóa 8 đường sang 3 đường còn gọi là mã hóa bát phân sang nhị phân ( có 8 ngõ vào chuyển thành 3 ngõ ra dạng số nhị phân 3 bit .
Trong bất kể khi nào cũng chỉ có 1 ngõ vào ở mức tích cực tương ứng với chỉ một tổng hợp mã số 3 ngõ ra ; tức là mỗi 1 ngõ vào sẽ cho ra 1 mã số 3 bit khác nhau. Với 8 ngõ vào ( I0 đến I7 ) thì sẽ có 8 tổng hợp ngõ ra nên chỉ cần 3 ngõ ra ( Y2, Y1, Y0 ) .

Hình 2.1.1 Khối mã hóa 8 sang 3

Bảng trạng thái mạch mã hoá 8 sang 3

Từ bảng trên, ta có :

Y0 = I1 + I3 + I5 + I7

Y1 = I2 + I3 + I6 + I7

Y2 = I4 + I5 + I6 + I7

Dựa vào 3 biểu thức trên ta có thể vẽ được mạch logic như hình dưới đây :

Hình 2.1.2 Cấu trúc mạch mã hóa 8 sang 3

III.MẠCH MÃ HÓA 10 ĐƯỜNG SANG 4 ĐƯỜNG

Xét mạch hình 2.1.3

Mạch gồm bàn phím 10 phím nhấn từ SW0 đến SW9 .

Các phím thường hở để các đường I0 đến I9 ở thấp do có điện trở khoảng nối xuống mass.

Xem thêm: Có 3 giai đoạn phát triển trí não đỉnh cao của trẻ

Trong 1 thời gian chỉ có 1 phím được nhấn để đường đó lên cao, những đường khác đều ở thấp .
Khi 1 phím nào đó được nhấn thì sẽ tạo ra 1 mã nhị phân tương ứng và sẽ làm sáng led nào nối với bit 1 của mã số ra đó. Mã này hoàn toàn có thể được bộ giải thuật sang led 7 đoạn để hiển thị .

Ví dụ khi nhấn phím SW2 mã sẽ tạo ra là 0010 và led hiển thị số 2. Như vậy mạch đã sử dụng 1 bộ mã hoá 10 đường sang 4 đường hay còn gọi là mạch chuyển đổi mã thập phân sang BCD.

Hình 2.1.3 Mạch mã hóa 10 sang 4 và đèn led hiển thị

Rõ ràng với 10 ngõ vào, 4 ngõ ra; đây là 1 bài toán thiết kế mạch logic tổ hợp đơn giản sử dụng các cổng nand như hình dưới đây :

Hình 2.1.4 Cấu trúc mạch mã hóa 10 sang 4
Và đây là bảng thực sự của mạch mã hóa 10 đường sang 4 đường

Trong trong thực tiễn mạng lưới hệ thống số cần sử dụng rất nhiều loại mã khác nhau như mã hex, nạp cho vi tinh chỉnh và điều khiển, mã ASCII mã hóa từ bàn phím máy tính dạng in kí tự rồi đến những mã phức tạp khác dùng cho truyền số liệu trên mạng máy tính, dùng trong viễn thông, quân sự chiến lược .
Tất cả chúng đều tuân theo tiến trình chuyển đổi bởi 1 bộ mã hóa tương tự .

IV.MẠCH MÃ HÓA ƯU TIÊN

Với mạch mã hóa được cấu trúc bởi những cổng logic như ở hình trên ta có nhận xét rằng trong trường hợp nhiều phím được nhấn cùng 1 lúc thì sẽ không hề biết được mã số sẽ ra là bao nhiêu .
Do đó để bảo vệ rằng khi 2 hay nhiều phím hơn được nhấn, mã số ra chỉ tương ứng với ngõ vào có số cao nhất được nhấn, người ta đã sử dụng mạch mã hóa ưu tiên .

Rõ ràng trong cấu tạo logic sẽ phải thêm 1 số cổng logic phức tạp hơn, IC 74LS147 là mạch mã hoá ưu tiên 10 đường sang 4 đường, nó đã được tích hợp sẵn tất cả các cổng logic trong nó. Kí hiệu khối của 74LS147 như hình 2.1.5 ở bên dưới:

Hình 2.1.5 IC74LS147

Bảng sự thật của 74LS147

Nhìn vào bảng sự thật ta thấy thứ tự ưu tiên giảm từ ngõ vào 9 xuống ngõ vào 0.

Xem thêm: Tìm việc Làm Giám đốc Đầu tư và Phát triển Dự án Tuyển Dụng 19/04/2023 | https://thomaygiat.com

Chẳng hạn khi ngõ vào 9 đang là 0 thì mặc kệ những ngõ khác ( X ) số BCD ra vẫn là 1001 ( qua cổng hòn đảo nữa ) .
Chỉ khi ngõ vào 9 ở mức 1 ( mức không tích cực ) thì những ngõ vào khác mới hoàn toàn có thể được đồng ý, đơn cử là ngõ vào 8 sẽ ưu tiên trước nếu nó ở mức thấp .