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arduino摩爾斯電報譯碼器制作

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樓主
ID:277903 發(fā)表于 2018-5-19 07:34 | 只看該作者 |只看大圖 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式

工作流程

自適應(yīng)傳輸速率以及譯碼
傳輸速率:
M /--/
         M和O的電碼
O /---/


↓下圖為MO的電碼片段


由圖可見字母M是由 LL HL  LS  HL 組成，而LL是所謂的數(shù)據(jù)頭(時間比較長的低電平狀態(tài))
為了識別出信號的長短，我們首先需要知道信號長短的時間，于是乎我們可以在開機(jī)時進(jìn)行一定量的數(shù)據(jù)采樣，因為每個完整的信號短都包含了長和短的情況，可以計算出長和短信號時間的平均值，根據(jù)這個平均值對長短信號分兩個數(shù)列存儲，最后用平滑算法算出大概的延遲時間，這樣就做到自動確定通訊速率!

譯碼:
由上文可知，我們獲取到了信號長短的延遲，并且能夠?qū)Ρ乳L短和電平來識別出數(shù)據(jù)
當(dāng)檢測到數(shù)據(jù)頭后假如存在上一個字符的緩存會進(jìn)行翻譯。
翻譯過程就是根據(jù)LS,HS,HL狀態(tài)分為0,1,2 然后對比碼庫

如果沒有存在緩存，那么進(jìn)行從檢測到數(shù)據(jù)頭開始把接收到的信號存儲在緩存里

電路圖



源碼：
  1. /*=========================================================
  2.                          LHW開發(fā)
  3.     oled下半部分是留空的，計劃用于顯示數(shù)據(jù)圖表，不過現(xiàn)在優(yōu)化做的不太好，如果實時刷新數(shù)據(jù)圖表會導(dǎo)致系統(tǒng)資源緊張，做不到實時采樣，導(dǎo)致無法抄收完整數(shù)據(jù)，我很頭疼，現(xiàn)在通訊速率收到這個限制，搞到每個字符傳輸速度不得快于60ms
  4.   如果有好的優(yōu)化方案，歡迎聯(lián)系

  6.   重要 開機(jī)的時候信號口必須有信號然后在開機(jī)，因為開機(jī)后會自動學(xué)習(xí)和分析信號并自動調(diào)整速率，否則輸出會與發(fā)送的不符
  7.   =========================================================*/
  8. #include "U8glib.h"//引用U8G頭文件
  9. U8GLIB_SSD1306_128X64 u8g(U8G_I2C_OPT_NONE);//設(shè)置設(shè)備名稱：I2C-SSD1306-128*64(OLED)
  10. //如果屏幕不同請自行修改 如果第一次使用u8glib并且遇到顯示不正確，請自行修改u8g配置
  11. /*=========================================================
  12.                          變量
  13.   =========================================================*/
  14. int x, y; int Buffer[128]; //
  15. int Time = 0; //計時
  16. int DPin = A0; //數(shù)據(jù)接收口
  17. byte RXB[10];  //接收緩沖區(qū)  0為中間間隔 1為短高 2為長高
  18. int SA[10]; //初始數(shù)據(jù)平均值
  19. int DA;
  20. int HH[10]; //平滑數(shù)據(jù) 最高的長度
  21. int AH, AL; //平滑后的數(shù)據(jù)
  22. byte TH, TT, TRX, MT; //位置
  23. bool ET = false; //電平是否變化
  24. byte BootOk = 0; //初始化階段  0為學(xué)習(xí)通訊速率 1為計算基準(zhǔn)值 2為完成通訊速率學(xué)習(xí) 3為檢測到數(shù)據(jù)起始符 4為工作狀態(tài)
  25. byte DFT = 35; //數(shù)據(jù)正方向容錯值
  26. bool WI = false; //工作狀態(tài)
  27. //碼庫
  28. long MH[36] = {
  29.   1020202020,
  30.   1010202020,
  31.   1010102020,
  32.   1010101020,
  33.   1010101010,
  34.   2010101010,
  35.   2020101010,
  36.   2020201010,
  37.   2020202010,
  38.   2020202020,
  39.   1020000000,
  40.   2010101000,
  41.   2010201000,
  42.   2010100000,
  43.   1000000000,
  44.   1010201000,
  45.   2020100000,
  46.   1010101000,
  47.   1010000000,
  48.   1020202000,
  49.   2010200000,
  50.   1020101000,
  51.   2020000000,
  52.   2010000000,
  53.   2020200000,
  54.   1020201000,
  55.   2020102000,
  56.   1020100000,
  57.   1010100000,
  58.   2000000000,
  59.   1010200000,
  60.   1010102000,
  61.   1020200000,
  62.   2010102000,
  63.   2010202000,
  64.   2020101000
  65. };
  66. char ME[36] = {
  67.   49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 48, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90,
  68. };
  69. char MS[32] = {49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 48, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86,}; //信息顯示區(qū)
  70. /*=========================================================
  71.                      只循環(huán)一次
  72.   =========================================================*/
  73. void setup()
  74. {
  75.   pinMode(DPin, INPUT); //初始化接收pin口
  76.   Serial.begin(115200);   //初始化串口比特率
  77.   u8g.setFont(u8g_font_04b_03r);
  78.   u8g.firstPage();
  79.   do {
  80.     u8g.setPrintPos(13, 33);
  81.     u8g.print("Automatic detection rate");
  82.   } while ( u8g.nextPage() );
  83. }

  85. /*=========================================================
  86.                      不停循環(huán)
  87.   =========================================================*/
  88. void loop()
  89. {
  90.   scanning(); //掃描

  92. }
  93. /*=========================================================
  94.                      顯示
  95.   =========================================================*/
  96. void Draw() {
  97.   u8g.firstPage();
  98.   do {
  99.     int i = 0;
  100.     for (int py = 0; py < 2; py++) {
  101.       for (int px = 0; px < 16; px++) {
  102.         u8g.setPrintPos(px * 8 + 2, py * 8 + 6);
  103.         u8g.print((char)MS[i]);
  104.         i++;
  105.       }
  106.     }
  107.   } while ( u8g.nextPage() );
  108. }
  109. /*=========================================================
  110.                      清除數(shù)據(jù)緩沖
  111.   =========================================================*/
  112. void CM() {
  113.   for (int i = 0; i < 10; i++) RXB[i] = 0;
  114. }
  115. /*=========================================================
  116.                      起始符處理
  117.   =========================================================*/
  118. void Tse() {
  119.   //檢測到數(shù)據(jù)起始符
  120.   String TXT;
  121.   for (int i = 0; i < 10; i++) {   //把接收區(qū)緩存合成字符串
  122.     TXT = TXT + RXB[i];
  123.   }
  124.   Serial.println(TXT);
  125.   for (int i = 0; i < 35; i++) {    //匹配數(shù)據(jù)庫信號
  126.     if (String(MH[i]) == TXT) {
  127.       MS[MT] = ME[i]; //把信息寫入 顯示緩沖 區(qū)
  128.       MT++;
  129.       if (MT > 31) MT = 0;   //如果顯示區(qū)溢出，覆蓋舊的信息
  130.       Draw();
  131.     }
  132.   }
  133.   CM();   //清除接收區(qū)緩存
  134.   TRX = 0;  //接收區(qū)緩存地址重置
  135. }
  136. /*=========================================================
  137.                      譯碼
  138.   =========================================================*/
  139. void translation()
  140. {
  141.   if (Time >= AH - DFT && Time <= AH + DFT && !ET) {
  142.     Tse();

  144.   } else {
  145.     if (TRX > 9) TRX = 0;  //數(shù)據(jù)接收錯誤  初始化
  146.     if (!ET) { //低電平
  147.       if (Time >= AL - DFT && Time <= AL + DFT) {
  148.         RXB[TRX] = 0;
  149.         TRX++;
  150.       }
  151.     } else {
  152.       if (Time >= AL - DFT && Time <= AL + DFT) {
  153.         RXB[TRX] = 1;
  154.         TRX++;
  155.       } else {
  156.         if (Time >= AL + DFT && Time <= AH + DFT) {
  157.           RXB[TRX] = 2;
  158.           TRX++;
  159.         }
  160.       }
  161.     }
  162.   }



  166. }
  167. /*=========================================================
  168.                      掃描
  169.   =========================================================*/
  170. void scanning() {
  171.   if (digitalRead(DPin) != ET) {  //電平發(fā)生改變
  172.     Time = 0;  //重置計時
  173.     ET = digitalRead(DPin); //重置電平狀態(tài)
  174.     while (digitalRead(DPin) == ET) { //檢測電平是否再次改變
  175.       if (Time >= 10000) {   //大于10秒接收超時
  176.         /*    Serial.print(millis());
  177.             Serial.println(" : TimeOut !");*/
  178.         goto EndRx;  //超時
  179.       }
  180.       if (RXB[TRX - 1] != 0 && Time >= AH + 30) {
  181.         //可能是通訊結(jié)尾 并且不會再有數(shù)據(jù)傳送
  182.         Tse();
  183.       }
  184.       Time++;  //增加計時
  185.       delay(1);  //延時1ms
  186.     }
  187. EndRx:
  188.     if (Time < 10000) {
  189.       //如果沒有超時
  190.       Serial.print(millis());
  191.       Serial.print(" : ");
  192.       Serial.print(ET);
  193.       Serial.print(" ");
  194.       Serial.println(Time);
  195.       //學(xué)習(xí)波形
  196.       if (BootOk == 0) {
  197.         SA[TH] = Time;
  198.         if (TH > 8) {
  199.           BootOk = 1;
  200.         } else {
  201.           TH++;
  202.         }
  203.       } else {
  204.         if (BootOk == 1) {
  205.           //計算信號基準(zhǔn)值
  206.           for (int i = 0; i < 10; i++) DA = DA + SA[i]; //相加
  207.           DA = float(DA / 10); //獲取平均值
  208.           BootOk++;
  209.         } else {
  210.           if (BootOk == 2) {
  211.             if (Time > DA) {
  212.               HH[TT] = Time; //寫入最高平滑
  213.               TT++;
  214.               if (TT > 9) {
  215.                 TT = 0;
  216.                 AH = 0;
  217.                 for (int i = 0; i < 10; i++) AH = AH + HH[i]; //相加
  218.                 AH = float(AH / 10); //獲取平均值
  219.                 AL = float(AH / 3); //獲取平均值
  220.                 BootOk++;
  221.               }
  222.             }
  223.           } else {
  224.             translation(); //譯碼
  225.           }
  226.         }
  227.       }
  228.     }
  229.   }
  230. }
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