编码器和解码器作用_原理_区别介绍

在电子设计领域，可能经常遇到需要一次将多个输入信号馈送到单个负载的应用，而选择要馈送到负载的输入信号之一的过程称为多路复用。此操作的逆过程，即从一个公共信号源馈送多个负载的过程称为解复用。

同样在数字领域，为了便于数据传输，数据通常被加密或置于代码中，然后传输此安全代码。在接收器处，编码数据被解密或从代码中收集，并被处理以显示或相应地提供给负载。

其中，加密数据和解密数据的任务由编码器（Encoder）和解码器（Decoder）完成。在本文中，小编主要介绍下编码器和解码器的相关概念。

什么是编码器？

编码器是用于编码的数字IC。通过编码，可以为每个输入生成一个数字二进制代码。编码器IC通常由一个启用引脚组成，该引脚通常设置为高电平以指示工作。

编码器由2^n条输入线和n条输出线组成，每条输入线由反映在输出线上的0和1代码表示。

在射频通信中，编码器也可用于将并行数据转换为串行数据。

两种流行的编码器

1、H12E

编码器的一个流行示例是用于并行到串行转换的Holtek编码器H12E。

它是一种具有8个地址引脚和12个数据引脚的CMOS IC，是一个18针IC。它用于RF通信，将12位并行数据转换为串行形式。它由一个使能引脚组成，该使能是一个低电平有效引脚，当设置为低电平时，使能传输。H12E编码器一次发送4个字节。换句话说，直到!TE引脚设置为低电平，编码器以每4个字节进行传输，一旦!TE引脚设置为高电平，就停止传输。

H12E的特点如下：

• 使用2.4至12 V的电源电压工作。
• 搭配H12系列解码器。
• 由内置振荡器组成。
• 基于高抗噪性CMOS技术。
• 它用于远程控制操作。

2. HC148

用作优先级编码器的编码器的另一个流行示例是HC148，它是一个8到3线优先级编码器。通过优先级编码器，可以为每个输入赋予特定优先级并根据优先级生成输出代码的编码器。它还有一个低电平有效的使能引脚，当设置为低电平时，它会启用编码器操作。它在2V至6V的工作电压范围内工作。

什么是解码器？

解码器是用于解码的数字IC。换句话说，解码器从接收到的代码中解密或获取实际数据，即将其输入端的二进制输入转换为一种形式，该形式反映在其输出端。

解码器由n条输入线和2^n条输出线组成。解码器可用于从代码中获取所需数据，也可用于从接收到的串行数据中获取并行数据。

三种流行的解码器

1、MT8870C/MT8870C-1双音多频解码器

MT8870C/MT8870C-1是一款 DTMF 解码器IC，集成了频带分离滤波器和数字解码器操作。滤波部分采用开关电容技术进行高低组滤波，解码器使用数字计数技术来检测16个DTMF音调对中的每一个并将其解码为4位代码。双音多频是我们在手机上按键时听到的声音。DTMF解码器用于远程控制应用。

DTMF是一种通过通信信道发送和接收合格信息控制的策略。观众可能普遍熟悉在现代按键电话上听到的DTMF音调。键盘上的每个数字都会产生相应的DTMF 音。当在键盘上按下一个数字时，它就会编码并通过介质传输。接收器接收它并将DTMF音调解码回它的两个特定频率，之后，处理电路将采取适当的行动。

从应用电路来看，其工作原理很简单，它使用了一个DTMF解码器MT8870，它使用3.57 MHz的晶体产生适当的频率来比较其pin2的输入音频音调，以在其11至14脚的输出产生4位BCD码。该BCD数据是通过HEX CMOS逆变器，其输出被适当上拉并连接到端口3引脚10至14，作为DTMF IC和微控制器之间的缓冲器。通话建立后，音频命令从电话线到达，它首先到达DTMF解码器IC MT8870。例如，如果按下按钮1，输出将在引脚11-14处变为0001，该引脚被反转并馈送到微控制器输入端口。对于数字2，相应开发的输出提供0010，其余数字依此类推。

2、HT9170B DTMF解码器

HT9170B是一款集成数字解码器的双音多频（DTMF）接收器。HT9170系列均采用数字计数技术检测所有DTMF输入并解码为4位码输出。高精度滤波器旨在将音调信号分离为低频和高频信号。它是一个18针IC。

输入排列在2号引脚，带有RC电路连接。系统振荡器由IC上的反相器、偏置电阻和基波负载电容组成。X1、X2端子接一个标准的3.579545MHz晶振，实现振荡功能。D0、D1、D2、D3为数据输出端。在此，使用任何电话或手机的键盘，通常是矩阵 4×3键盘。当我们按下键盘上的1时，它会给出二进制输出0001，类似的2-0010、3-0011、4-0101、5-0101、6-0110、7-0111、8-1000和9-1001。当解码器接收到有效的音调信号时，DV引脚变为高电平，音码信号被转换到其内部电路进行解码。OE引脚变为高电平后，DTMF解码器将出现在输出引脚D0-D3上。

3、H12D解码器

与H12系列编码器一样，H12D也是用于射频通信的CMOS IC。它与H12E配对并接收来自编码器的串行输出。串行输入数据与本地可用地址进行比较，如果没有错误，则获取原始数据，VT引脚变为高电平以指示有效传输。它由一个接收串行输入的输入引脚和12个输出引脚组成，其中8个地址引脚和4个数据引脚。它还具有2个内置振荡器，其特性与H12E编码器IC相同。

主要应用——无线数据加密和解密

在每一次无线通信中，数据安全是主要关注的问题。有许多方法可以保护无线信息免受黑客攻击。本应用主要旨在通过设计标准的加解密算法为数据通信提供安全保障。

在这个项目中，使用一个4×4键盘，通过按下键盘上的按键将数据传输到AT89C51微控制器。这些密钥由微控制器检测，检测到的数据需要加密。这里我们使用HT640的编码器。它将数据转换为安全密码并将其发送到STT-433的发射器。发送器通过射频通信将加密后的数据发送到目的地。STR-433的接收器以433MHz的频率接收，由HT649的解码器根据算法进行解密，并将解密后的数据显示在16×2LCD上。

变送器功能图：

接收器的功能图：

随着新兴技术的出现，电子产品的各个应用领域都在不断增长。随着此类应用领域的增加，需要改进和简化架构，从而实现更快、更高效的操作。与现有方法相比，该设备非常简单且具有成本效益，并且在任何范围内更安全地发送数据。

编码器和解码器区别

编码器和解码器是在信息传输、数据压缩、通信系统和计算机网络等领域中常用的概念，它们的主要区别如下：

1. 功能：编码器用于将输入数据转换为特定的编码形式，以便在传输或存储过程中更有效地表示或压缩数据。解码器则用于将编码后的数据还原为原始数据，恢复原始的格式和内容。

2. 数据流方向：编码器是将原始数据转换为编码数据的过程，将输入数据编码为不同的表示形式。解码器是将编码数据转换为原始数据的过程，根据编码规则和算法恢复原始数据。

3. 输入输出关系：编码器的输入是原始数据，输出是编码后的数据。解码器的输入是编码后的数据，输出是还原后的原始数据。

4. 目的：编码器的目的是减少数据的冗余性、提高数据传输的效率或实现数据的压缩。解码器的目的是还原编码后的数据，以便正确地恢复原始的信息。

5. 应用领域：编码器和解码器广泛应用于数字通信、图像处理、音频和视频编解码、数据存储等领域。在通信系统中，编码器将数据转换为传输所需的编码形式，解码器将接收到的编码数据还原为原始数据。

需要注意的是，编码器和解码器通常是一对相互配合的组件，它们共同完成数据的编码和解码过程。在许多实际应用中，编码器和解码器常常结合在一起，构成编码解码器（Codec）的功能单元，以实现有效的数据传输和处理。