Генератор кодового слова «Дима»

Наиболее простым  правилом кодирования является сопоставление  каждому символу входного алфавита А слова конечной длины в выходном алфавите В. Код может быть задан в форме таблицы, графа, аналитического выражения, то есть в тех же формах, что и отображение. 

Пример:

Цифры (0..9) являются знаками входного алфавита и могут  кодироваться словами из знаков выходного  двоичного алфавита. Бывает удобным  при их обработке кодировать цифры  так, чтобы двоичные слова минимально отличались друг от друга, например, лишь в одном бите. Коды, удовлетворяющие  этому условию, называют кодами Грея или одношаговыми кодами

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

(0000, 0001, 0011, 0010, 0110, 0111, 0101, 0100, 1100, 1101).

Под эффективным  кодом понимается такой код, коэффициент  избыточности которого равен нулю.

Таким образом, с точки зрения экономичности, критерием оптимальности кодирования является минимум длины кода, сокращение его до Кmin . 
 

Последнее время  все меньше внимания уделяется УКВ-связи, все больше вытесняемой всемирной  сетью Internet, сотовой связью и т.д. Эти и другие более дорогие средства телекоммуникаций с каждым годом увереннее входят в нашу жизнь. Однако УКВ связь представляется наиболее демократичным способом общения людей во всем мире объединенных общими интересами в области электроники. Неудобством этого способа передачи данных является сравнительно сложный процесс ввода информации связанный с необходимостью владеть навыками представления данных в коде Морзе. 

Одним из первых кодов учитывающих вероятность  знаков в сообщении является код Морзе. Азбуку Морзе изобрел американец Самюэл Финли Бриз Морзе в 1838 году, задолго до исследований относительной частоты появления различных букв в текстах. В этом коде каждой букве и цифре сопоставлена оригинальная последовательность кратковременных импульсов – точек и тире, разделенных паузами. Буквам, используемым чаще, присвоены короткие кодовые комбинации, редко используемым буквам – длинные. Морзе оценил относительную частоту букв английского языка подсчетом литер в ячейках типографской наборной машины. Наиболее часто используемой букве «Е» он присвоил наиболее короткий код «точка». Следующей по количеству литер букве он присвоил код несколько большей длительности и так далее.

При составлении  кода Морзе для букв русского алфавита учет относительной частоты букв не производился, и это повысило его избыточность. Расчеты избыточности кода Морзе на основании проведенных  исследований частоты появления  букв показали, что для букв английского  алфавита она составляет 19%, для букв русского алфавита 22%.  

Морзянка является первым цифровым способом передачи информации. Телеграф и радиотелеграф первоначально  использовали азбуку Морзе; позже стали  применяться код Бодо и ASCII(American Standard Code for Information Interchange), которые более удобны для автоматизации.  
 

Код азбуки: 
 

 
 
 
 

Решением проблемы знания азбуки Морзе может служить автоматизация процесса ввода информации на основе интегральных схем, то есть создание удобного интерфейса пользователя.

      В рамках данной работы планируется разработать  генератор телеграфного текста который будет формировать в телеграфном коде и небольшой по объему неизменяемый в процессе эксплуатации текст. Это устройство может быть применено в УКВ маяке, передающем позывной и местонахождение станции. Также схема может быть использована как составная часть в электронных телеграфных ключах. 

Для достижения поставленной цели необходимо решить ряд частных  задач: 

1. Разработка  структурной схемы устройства

 

2. Разработка  принципов работы и взаимодействия структурных блоков схемы.

 

3. Выбор элементной базы.

 

4. Непосредственная  разработка принципиальной схемы устройства.

 

5. Описание  устройства электропитания схемы.

 

6. Разработка  монтажной схемы устройства.

 
 
 

Описательная  часть  
 

1. Структурная схема 
 
 

 
 

Схему, условно  можно разделить на несколько  логических блоков:

1. - тактовый генератор (ТГ) /DD3/   (К155ЛА3)
2. - счетчик-переключатель (С/П) /DD3, DD4/    (К155ИЕ6)
3. - блок генерации кода (БГК) /DS1, DD5/      (ПЗУ К155РЕ3)
4. - Генератор колебаний (ГГ) /DD1/     (К155ЛА3)
5. - выходной блок (ВБ) /DD1/

 
 
 
 
 
 

2. Принцип  работы. 

1. Тактовый  генератор схемы задает рабочую  частоту схемы. Фактически от него зависит  скорость передачи последовательного  кода.

 

2. Счетчик-переключатель  выполняет роль генератора адреса. Этот блок последовательно подает на адресные входы блока генерации кода все адреса из адресного пространства его ПЗУ (от 0000 до 1111), а также последовательно переключает активный вход мультиплексора БКГ подавая на его адресные входы двоичный трехразрядный код (от 000 до111) номера активного входа.

 

3. Блок генерации  кода считывает код ячейки памяти поданный на его адресные входы и подает на вход  ВБ один инвертированный бит из содержимого этой ячейки соответствующий активному входу мультиплексора.

 

4. Гармонический генератор подает тональный сигнал с частотой 3,3 кГц на вход ВБ.

 

5. Выходной  блок представляет собой логическую схему «И-НЕ» которая пропускает гармонический сигнал ГГ при подаче на вход ВБ логического «0».

 
 

Заданная последовательность кода Морзе  хранится в нескольких, следующих друг за другом адресах  ПЗУ. Значению каждой ячейки ПЗУ соответствует  точка(1), или пауза между элементами знака(0). Но поскольку ПЗУ имеет 8 разрядов, то в нем можно хранить  сразу 8 сообщений в коде Морзе, считываемых  по одним и тем же адресам.  

Алгоритм  функционирования устройства

Тактовый генератор  на микросхеме DD1 задает последовательность тактовых импульсов, период которых  равен длительности точки и может  устанавливаться резистором R2. 

Последовательность  импульсов поступает на три последовательно  включенные двоичные счетчика DD2-DD4, выходные сигналы которых определяют адрес ячейки ПЗУ.  С одного из выходных разрядов  ПЗУ через переключатель S1 данные поступают на элемент DD4.4, и разрешают прохождение тональных сигналов с второго генератора на выход устройства. Через резистор R5 выходные данные подаются на ключ, управляющий манипуляцией передатчика.  

С выхода последнего счетчика DD4 через диод V1 подается 1 через каждые  2048 импульсов тактового генератора на 2048 импульсов. Это может понадобится для формирования длительного «нажатия» на выходе передатчика при использовании схемы в радиомаяке. Если в этом нет необходимости,  выход счетчика оставляют свободным или соединяют с адресным входом А11 микросхемы ПЗУ (при использовании 4-х килобайтной ПЗУ).  Резистором  R2 можно регулировать скорость манипуляции,  резистором R4- частоту тональника. Переключателем S1 устанавливают один из 8 заранее запрограммированных текстов. 

Детали:

Резисторы R1, R3 -220    Om                      

R2, R4 – 470  Om                    

R5,R6  - 2,2    kOm

Конденсаторы  С1 – 2:2 -10 мкф                         

С2 -0.01 мкф

Диоды   КД 503 -  КД522

Микросхемы  DD1,DD6           К155ЛА3                         

DD2-DD4          К155ИЕ6                         

DD5                   К155РЕ3  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Задание 

Кодовое слово «Дима»: 

Д –  • • 

И   • • 

М – – 

А • – 
 

Если учесть, что длительность тире равняется  утроенной длительности точки, то имеем:

 

      0 1 1 1 0     1     0     1      0     1     0      1     0        1 1 1            0      1 1 1             0      1     0         1 1 1         0

После инверсии имеем: 

      1        0 0 0            1     0      1      0     1      0    1      0     1       0 0 0            1       0 0 0             1      0     1         0 0 0          1