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通过单片机的无线通信软件实现编解码的解决方

作者:admin    来源:未知    发布时间:2020-02-08 06:05    浏览量:

  跟着无线通讯芯片手艺的进展,越来越多的便携式或电池供电的无线传输装备进入人们闲居生存中。比方,遥控车门开闭(RKE)编造、汽车轮胎压力监督编造(TPMS)、无线内窥镜编造、蓝牙手艺等。诈骗单片机和无线数传模块来完毕无线数据通讯正在石油、电力、水文、冶金等行业的无线把持、数据收罗、报警诸多规模中有着广博的使用远景。平时采用的主见是用单片机的串行I/ O 口来完毕数据通讯,不过该举措有很多不够之处:第一、正在诈骗单片机的串口举行发送和收受数据时,对传输的数据只可举行奇偶校验,然而正在无线通讯局势,被传输的数据极易受到电磁、静电等的作对,奇偶校验普通不行检测出这类作对所惹起的突发性纰谬,以是该举措无法知足纰谬检测条件较高的局势;第二、因为单片机普通采用异步通讯办法,经受器平时不行很疾的收受到有用数据,于是该举措也不行知足条件多途举行迅疾切换的局势;第三、单片机的串口通讯正在传输速度和每帧的有用数据位数等方面都受到了端庄的节造,缺乏精巧性。本文针对低速无线通讯的局势,提出了一种通过单片机用软件完毕编解码的计划,该计划能够有用驯服上述单片机串口通讯的不够之处, 正在无线通讯中获得了令人惬心的功效。

  数据的编码采用了曼彻斯特编码方式,每帧数据由同步头、有用数据位和校验位三片面构成。此中数据位“1”由高到低的跳变吐露,数据位“0”由低到高的跳变吐露,况且数据位“1”和“0”崎岖电平周期各为0.5 T(设T为一个数据位宽度)。遵照曼彻斯的特征,每个数据位都由崎岖电平构成,于是正在继续传输的有用数据位中不会存正在领先一个数据位宽度的高电平或低电平,是以正在每个数据的前面设一个同步头,崎岖电平各为1.5 T 。云云正在举行收受数据时,只须采样获得的电平知足1.5T ,则以为该电平是同步头,起源收受数据。由于寻找同步头的时辰最长不会领先一个数据的长度,以是此编码办法非凡适合于条件多途举行迅疾切换的局势。为了简化电途和减削功耗,本文采用了单极性曼彻斯。

  完毕曼彻斯特软件编码对比纯粹,遵照曼码和二进造数据的对应联系,一位二进造数据正在编码后将占领两位空间。比方1正在编码后变为1、0;0正在编码后变为0、1。此中,曼码数据低位正在前,高位正在后;被编码的数据字节的高4位编码后存放正在一个字节中,低4位编码后存放正在相邻的下一个字节中。

  本文采用了轮回冗余校验,即后四位为轮回冗余校验码。轮回冗余校验码简称为CRC( CyclicRedundancy Code) 。轮回冗余校验的指挥思念是发送端将被传输的数据流多项式除以天生多项式获得冗余位,收受端将被传输的数据(蕴涵冗余位) 除以事先确定的天生多项式,借使余数为零,则以为没有纰谬产生,不为零则吐露有错。因为应用这种举措获取冗余位拥有很强的新闻笼罩才能,它特长发明各品种型的纰谬,迥殊是少少突发性纰谬,以是它是一种效劳极高的纰谬校验法 。

  遵照CRC 码的编码思念,对(16,12)码,由x16 + 1确定天生多项式为G(x) = x4 + 1 ,该多项式也可吐露成(10001) 。对被传输的12位数据和天生多项式采用模2 运算便能够获得每个数据的四位轮回冗余位。

  曼彻斯特编码子轨范蕴涵筹算冗余位和曼彻斯特编码发送两片面,最初挪用CRC 求余子轨范(流程图略) ,将获得的冗余校验位动作待发送16 位数据的低四位,然后对该16 位,并通过无线数传模块调造成模仿信号发射出去(单片机的TXD 端与无线数传模块发的DATA IN 端相连) 。同步头及数据位发送是通过对单片机的TXD 端( P3. 1) 置“1”和清“0”并举行软件延时来完毕。TIME1 和TIME2 为软件延时,以知足同步头崎岖电平宽度的条件。值得防卫的是,正在编写编码子轨范时,应确保P3. 1 置“1”和清“0”时辰间隔知足数据位或同步头宽度的条件。

  曼彻斯特解码是编码的逆经过,也便是从曼码数据中提取时钟,并诈骗这个时钟还原二进造数据的经过。遵照曼彻斯特解码经过中完毕工作的区别,能够把曼彻斯特解码经过分为肇始符识别及获取同步时钟、识别同步头、提取数据新闻3个阶段。

  本编造通过信号崎岖电平所占的位宽来剖断数据。当电平连续时辰幼于3/4的同步时钟周期时,电泛泛辰为半个位宽,反之电泛泛辰为1个位宽。由于正在肇始符识别时只用了2个字节0xFF中的一个,以是正在起源识别同步头时识别出的第1个数据位确信是‘1’,由此裁夺了正在码元识别时必需恪守以下2点。

  最初对单片机的RXD 端( P3. 0) 举行继续采样,从P3. 0 引脚变低时起源计时,若低电平的时辰到达1. 3 T ,则以为该电平为同步头。由于用无线数传模块获得的信号波形普通为梯形,以是收受到的实质崎岖电平宽度或许变幼,是以若收受到低电平宽度到达1. 3 T ,则可近似以为该电平为某数据的同步头。

  对每个数据位的鉴定采用“测三取二”的举措,既将每个数据位的前半片面成16 个形态,正在第7 、8 、9 形态检测P3. 0 引脚上的电平,取其大于等于2的一致值动作测得值,如表1 所示(表中“ x ”吐露“0”或“1”) 。此检测举措是正在高电平或低电平的中央身分举行采样,既提升了采样切实度又有肯定的滤波功用。

  解码子轨范蕴涵曼彻斯特解码和纰谬校验两片面,其流程图如图3 所示。首进步行同步头的鉴定,从RXD 端( P3. 0) 为低电泛泛起源计时(单片机的RXD 端与无线数传模块收的DATA OU T 端相连) ,并对P3. 0 引脚举行继续采样,采样时辰间隔可自行设定,若P3. 0 引脚的低电泛泛辰到达1. 3 T ,则以为该低电平为某数据的同步头,然后对同步头后面的数据位的前半位采用“测三取二”的举措举行数据位的鉴定,结果对采样获得的16 位数据举行轮回冗余校验,若余数为0 ,则置纰谬记号,若不为0 ,则去掉冗余位, 获得12 位有用数据。TIME1~TIME3 是凑采样的时辰间隔。

  本文以一个实质工程的一片面为例,分析了用AVR单片机软件编程完毕曼彻斯特编解码举措。颠末了实质验证,数据传输牢靠性很高,编造运转安定,样机依然成型,即将进入临蓐。与其它的数据传输举措和曼彻斯特编解码办法比拟,本举措特别精巧便利,它能够白适合射频发射机电池电压蜕变惹起的数据传输波特率的蜕变。可统治的码速度也很高,极限码速度与所采用的单片机的速率和振荡器的频率以及采用的编程措辞都相闭系。本安排中采用C编程,振荡器频率为16MHz,数据传输率可达10kbps,用汇编措辞编程数据传输率会更高。

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  什么是准时器?准时器顾名思义便是用来准时的。正在单片机使用中时时用于各类各样的准时。例如让LED灯每隔 1S 亮一次。 这个1S 便是由准时器做到的。指令周期指令周期便是单片机实施一个指令所花费的时辰。这也是准时器准时的最幼时辰单元。时钟频率/4=指令频率。1/指令频率=指令周期。假设现正在的时钟是4MHZ ,4MHz的时钟颠末4分频后造成了 1MHz 其周期为0.0000001s也便是1us,这个1us便是指令周期,这1us也便是准时器准时的最幼单元。准时器与预分频器假设正在没有预分频器境况下。开启准时器 每隔一个指令周期准时器就加一。假设时钟是4MHz 也便是每隔 1us 准时器加一。借使有

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  做ATE,要对DUT内部的PIC单片机举行正在线烧写,正在网上看到别人的一个说法(作家 Claud Zhang),实质如下:---------------------------------------------------------一种纯粹高效低本钱的Microchip MCU编程举措 Claud Zhang关于少少研发工程师来说,工场的的MCU编程有期间是个对比头疼的题目.正在研发

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