arduino摩尔斯电报译码器制作 -

工作流程

自适应传输速率以及译码

传输速率:

M /--/

M和O的电码

O /---/

↓下图为MO的电码片段

由图可见字母M是由 LL HL LS HL 组成，而LL是所谓的数据头(时间比较长的低电平状态)

为了识别出信号的长短，我们首先需要知道信号长短的时间，于是乎我们可以在开机时进行一定量的数据采样，因为每个完整的信号短都包含了长和短的情况，可以计算出长和短信号时间的平均值，根据这个平均值对长短信号分两个数列存储，最后用平滑算法算出大概的延迟时间，这样就做到自动确定通讯速率!

译码:

由上文可知，我们获取到了信号长短的延迟，并且能够对比长短和电平来识别出数据

当检测到数据头后假如存在上一个字符的缓存会进行翻译。

翻译过程就是根据LS,HS,HL状态分为0,1,2 然后对比码库

如果没有存在缓存，那么进行从检测到数据头开始把接收到的信号存储在缓存里

电路图

/*=========================================================
LHW开发
oled下半部分是留空的，计划用于显示数据图表，不过现在优化做的不太好，如果实时刷新数据图表会导致系统资源紧张，做不到实时采样，导致无法抄收完整数据，我很头疼，现在通讯速率收到这个限制，搞到每个字符传输速度不得快于60ms
如果有好的优化方案，欢迎联系
重要开机的时候信号口必须有信号然后在开机，因为开机后会自动学习和分析信号并自动调整速率，否则输出会与发送的不符
=========================================================*/
#include "U8glib.h"//引用U8G头文件
U8GLIB_SSD1306_128X64 u8g(U8G_I2C_OPT_NONE);//设置设备名称：I2C-SSD1306-128*64(OLED)
//如果屏幕不同请自行修改如果第一次使用u8glib并且遇到显示不正确，请自行修改u8g配置
/*=========================================================
变量
=========================================================*/
int x, y; int Buffer[128]; //
int Time = 0; //计时
int DPin = A0; //数据接收口
byte RXB[10]; //接收缓冲区 0为中间间隔 1为短高 2为长高
int SA[10]; //初始数据平均值
int DA;
int HH[10]; //平滑数据最高的长度
int AH, AL; //平滑后的数据
byte TH, TT, TRX, MT; //位置
bool ET = false; //电平是否变化
byte BootOk = 0; //初始化阶段 0为学习通讯速率 1为计算基准值 2为完成通讯速率学习 3为检测到数据起始符 4为工作状态
byte DFT = 35; //数据正方向容错值
bool WI = false; //工作状态
//码库
long MH[36] = {
1020202020,
1010202020,
1010102020,
1010101020,
1010101010,
2010101010,
2020101010,
2020201010,
2020202010,
2020202020,
1020000000,
2010101000,
2010201000,
2010100000,
1000000000,
1010201000,
2020100000,
1010101000,
1010000000,
1020202000,
2010200000,
1020101000,
2020000000,
2010000000,
2020200000,
1020201000,
2020102000,
1020100000,
1010100000,
2000000000,
1010200000,
1010102000,
1020200000,
2010102000,
2010202000,
2020101000
};
char ME[36] = {
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,
};
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,}; //信息显示区
/*=========================================================
只循环一次
=========================================================*/
void setup()
{
pinMode(DPin, INPUT); //初始化接收pin口
Serial.begin(115200); //初始化串口比特率
u8g.setFont(u8g_font_04b_03r);
u8g.firstPage();
do {
u8g.setPrintPos(13, 33);
u8g.print("Automatic detection rate");
} while ( u8g.nextPage() );
}
/*=========================================================
不停循环
=========================================================*/
void loop()
{
scanning(); //扫描
}
/*=========================================================
显示
=========================================================*/
void Draw() {
u8g.firstPage();
do {
int i = 0;
for (int py = 0; py < 2; py++) {
for (int px = 0; px < 16; px++) {
u8g.setPrintPos(px * 8 + 2, py * 8 + 6);
u8g.print((char)MS[i]);
i++;
}
}
} while ( u8g.nextPage() );
}
/*=========================================================
清除数据缓冲
=========================================================*/
void CM() {
for (int i = 0; i < 10; i++) RXB[i] = 0;
}
/*=========================================================
起始符处理
=========================================================*/
void Tse() {
//检测到数据起始符
String TXT;
for (int i = 0; i < 10; i++) { //把接收区缓存合成字符串
TXT = TXT + RXB[i];
}
Serial.println(TXT);
for (int i = 0; i < 35; i++) { //匹配数据库信号
if (String(MH[i]) == TXT) {
MS[MT] = ME[i]; //把信息写入显示缓冲区
MT++;
if (MT > 31) MT = 0; //如果显示区溢出，覆盖旧的信息
Draw();
}
}
CM(); //清除接收区缓存
TRX = 0; //接收区缓存地址重置
}
/*=========================================================
译码
=========================================================*/
void translation()
{
if (Time >= AH - DFT && Time <= AH + DFT && !ET) {
Tse();
} else {
if (TRX > 9) TRX = 0; //数据接收错误初始化
if (!ET) { //低电平
if (Time >= AL - DFT && Time <= AL + DFT) {
RXB[TRX] = 0;
TRX++;
}
} else {
if (Time >= AL - DFT && Time <= AL + DFT) {
RXB[TRX] = 1;
TRX++;
} else {
if (Time >= AL + DFT && Time <= AH + DFT) {
RXB[TRX] = 2;
TRX++;
}
}
}
}
}
/*=========================================================
扫描
=========================================================*/
void scanning() {
if (digitalRead(DPin) != ET) { //电平发生改变
Time = 0; //重置计时
ET = digitalRead(DPin); //重置电平状态
while (digitalRead(DPin) == ET) { //检测电平是否再次改变
if (Time >= 10000) { //大于10秒接收超时
/* Serial.print(millis());
Serial.println(" : TimeOut !");*/
goto EndRx; //超时
}
if (RXB[TRX - 1] != 0 && Time >= AH + 30) {
//可能是通讯结尾并且不会再有数据传送
Tse();
}
Time++; //增加计时
delay(1); //延时1ms
}
EndRx:
if (Time < 10000) {
//如果没有超时
Serial.print(millis());
Serial.print(" : ");
Serial.print(ET);
Serial.print(" ");
Serial.println(Time);
//学习波形
if (BootOk == 0) {
SA[TH] = Time;
if (TH > 8) {
BootOk = 1;
} else {
TH++;
}
} else {
if (BootOk == 1) {
//计算信号基准值
for (int i = 0; i < 10; i++) DA = DA + SA[i]; //相加
DA = float(DA / 10); //获取平均值
BootOk++;
} else {
if (BootOk == 2) {
if (Time > DA) {
HH[TT] = Time; //写入最高平滑
TT++;
if (TT > 9) {
TT = 0;
AH = 0;
for (int i = 0; i < 10; i++) AH = AH + HH[i]; //相加
AH = float(AH / 10); //获取平均值
AL = float(AH / 3); //获取平均值
BootOk++;
}
}
} else {
translation(); //译码
}
}
}
}
}
}

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