奇偶校驗器

在數字電子設備中，數字電路之間經常要進行數據傳遞，由於受一些因素的影響，數據在傳送過程中可能會產生錯誤，從而會引起設備工作不正常。為了解決這個問題，常常在數據傳送電路中設置奇偶校驗器。

奇偶校驗是檢驗數據傳遞是否發生錯誤的方法之一。它通過檢驗傳遞數據中“1”的個數是奇數還是偶數來判斷傳遞數據是否有錯誤 ^[2]  。

奇偶校驗有奇校驗和偶校驗之分。對於奇校驗，若數據中有奇數個“1”，則校驗結果為0，若數據中有偶數個“1”，則校驗結果為1； 對於偶校驗，若數據中有偶數個“1”，則校驗結果為0，若數據中有奇數個“1”，則校驗結果為1。

下面以圖1所示的8位並行傳遞奇偶校驗示意圖為例來説明奇偶校驗原理。

在圖1中，發送器通過8根數據線同時向接收器傳遞8位數據，這種通過多根數據線同時傳遞多位數的數據傳遞方式稱為並行傳遞。發送器在往接收器傳遞數據的同時，也會把數據傳遞給發送端的奇偶校驗器，假設發送端要傳遞的數據是10101100。

若圖2中的奇偶校驗器為奇校驗，發送器的數據10101100 送到奇偶校驗器，由於數據中的“1”的個數是偶數個，奇偶校驗器輸出1，它送到接收端的奇偶校驗器，與此同時，發送端的數據10101100 也送到接收端的奇偶校驗器，這樣送到接收端的奇偶校驗器的數據中“1”的個數為奇數個(含發送端奇偶校驗器送來的“1")，如果數據傳遞沒有發生錯誤，接收端的奇偶校驗器輸出0，它去控制接收器工作，接收發送過來的數據。如果數據在傳遞過程中發生了錯誤，數據由10101100 變為10101000，那麼送到接收端奇偶校驗器的數據中的“1”的個數是偶數個(含發送端奇偶校驗器送來的“1")，校驗器輸出為1，它一方面控制接收器，禁止接收器接收錯誤的數據，同時還去觸發報警器，讓它發出數據錯誤報警。

若圖1中的奇偶校驗器為偶校驗，發送器的數據為10101100 時，發送端的奇偶校驗器會輸出0。如果傳遞的數據沒有發生錯誤，接收端的奇偶校驗器會輸出0；如果傳遞的數據發生錯誤，10101100變成了10101000，接收端的奇偶校驗器會輸出1 ^[2]  。

奇偶校驗器可採用異或門構成，2位奇偶校驗器和3位奇偶校驗器分別如圖2a、b所示。

圖2中的奇偶校驗器是由異或門構成的，異或門具有的特點是: 輸人相同時輸出為“0”，輸入相異時輸出為“1”。圖2a 所示的2 位奇偶校驗器由一個異或門構成，當A、B都輸人“1”，即輸人的“1”為偶數個時，輸出Y=0；當A、B 中只有一個為“1”，即輸人的“1”為奇數個時，輸出Y=1。圖2b所示的3位奇偶校驗器由兩個異或門構成，當A=1、B=1、C=1時，輸出Y=1；當A=1、B=1，而C=0時，異或門G₁輸出為“0”，異或門G₂輸出為“0”，即輸人的“1”為偶數個時，輸出Y=0。

以上兩種由異或門組成的奇偶校驗器具有偶校驗功能，如果將異或門換成異或非門組成奇偶校驗器，它就具有奇校驗功能。

從圖2可以看出，由於接收端的奇偶校驗器除了要接收傳遞的數據外，還要接收發送端奇偶校驗器送來的校驗位，所以接收端的奇偶校驗器的位數較發送端的多1位。

下面以圖3所示電路為例進一步説明奇偶校驗器的實際應用。

圖3中的發送器要送2位數AB=10到接收器，A=1、B=0一方面通過數據線往接收器傳遞，另一方面送到發送端的奇偶校驗器，該校驗器為偶校驗，它輸出的校驗位為1。校驗位1與A=1、B=0送到接收端奇偶校驗器，此校驗器校驗輸出為“0”，該校驗位0 去控制接收器，讓接收器接收數據線送到的正確數據。

如果數據在傳遞過程中，AB 由10 變為11(注: 送到發送端奇偶校驗器的數據AB 是正確的，仍為10，只是數據傳送到接收器的途中發生了錯誤，由10 變成11)，發送端的奇偶校驗器輸出的校驗位仍為1，而由於傳送到接收端的數據10 變成了11，所以接收端的奇偶校驗器輸出校驗位為1，它去禁止接收器接收錯誤的數據，同時控制報警器報警 ^[2]  。