曼切斯特编码的每个比特位在时钟周期内只占一半,当传输1时,在时钟周期的前一半为高电平,后一半为低电平;而传输0时正相反。这样,每个时钟周期内必有一次跳变,这种跳变就是位同步信号。差分曼切斯特编码是曼切斯特编码的改进。
它在每个时钟位的中间都有一次跳变,传输的是1还是0,是在每个时钟位的开始有无跳变来区分的。差分曼切斯特编码比曼切斯特编码的变化要少,因此更适合与传输高速的信息,被广泛用于宽带高速网中。
扩展资料
常用的曼彻斯特编码方式主要有: 采用专用的曼彻斯特编解码器,利用高速单片机实现,采用DSP信号处理器以及利用FPGA 实现等。
随着半导体技术的快速发展和生产工艺水平的不断提高,FPGA凭借其在性能和 密度方面的提高和在修改和升级时,只是在计算机上修改和更新程序,简化了硬件设 计,缩短了系统开发周期,提高了灵活性并降低了成本。
由于曼彻斯特编码每一个码元的正中间时刻 出现一次电平的转换。这对接收端的提取位同步信号是非常有利的。但是可从曼彻斯特编码的波形图看出其它所占的频带宽度比原始的基带信号增加了一倍。曼彻斯特码需要较复杂的技术,但可以获得较好的抗干扰性能。
参考资料来源:百度百科-曼彻斯特编码
参考资料来源:百度百科-差分曼彻斯特编码
一、 基本概念 工作频率:433.92MHz 调制方式:ASK/OOK,FSK,GFSK 现有遥控与接收器方案中,多数使用 ASK/OOK 调试方式。ASK 即“幅移键控”又称为“振幅键控”,也 有称为“开关键控”(通断键控)的,所以又记作 OOK(On-Off keyed)信号。ASK 是一种相对简单的 调制方式。幅移键控(ASK)相当于模拟信号中的调幅,不同的是与载频信号相乘的是二进制数码。幅 移就是把频率、相位作为常量,而把振幅作为变量,信息比特是通过载波的幅度来传递的。如下图所 示,ASK 调制方式的典型时域波形,虚线部分表示二进制的 0 和 1,红色实线部分表示调制信号:二、 国家标准 标准可参考“信部无[2005]423 号 关于发布《微功率(短距离)无线电设备的技术要求》的通知”,要 求如下: (十一)各类民用设备的无线控制装置 不得用于无线控制玩具、模型等。 1.使用频率:314-316MHz,430-432MHz,433.00-434.79MHz 发射功率限值:10mW(e.r.p) 占用带宽:不大于 400kHz 三、 编码与解码 以遥控器为例,在明确调制方式后,需要为遥控器编码方式进行约定。一组遥控编码通常需要包含“引 导码/起始码”、“用户码” 、“数据码” 、 “结束码”、 “重复码”,格式如下:
确定编码组成后需要明确“逻辑 0” 、 “逻辑 1”的表示方法,可以遵循标准的编码方案,也可以进行自 定义。标准编码方案可以使用“曼彻斯特编码”等方案,在自定义编码方案时可以参考下图所示的编码 规则,主要是电平顺序与电平长度的组合。
以遥控的编码为例进行分析,得到如下编码波形:
假设: 高电平长码 + 低电平短码表示逻辑 1 高电平短码 + 低电平长码表示逻辑 0 可以得到该组数据为“0x88 0x03 0xBD 0xB6”。
解码过程是对编码过程的逆向,解码程序需要根据编码方案进行设计。竞品遥控器的解码方案请参考 “参考示例” 。 四、 参考示例 根据测得的遥控器编码波形可知,433MHz 接收端输出的信号中,电平维持时间有 20ms、9ms、1.6ms、 700us 这几种。使用 1.6ms 高电平 + 700us 低电平表示逻辑 1,700us 高电平 + 1.6ms 低电平表示逻辑 0,9ms 高电平表示引导/起始码,700us 高电平 + 20ms 低电平表示结束码,同时也表示“重复码“”的 起始。 程序设计中,对 700us 的电平进行检测并计数,要保证做够的容错能力,需要将定时器中断做到 100us 以下,甚至更小,显然使用定时器中断处理时不合理的。在本示例中,采用外部中断 + 定时器计数的 方式进行电平长度采样。外部中断采用上升沿和下降沿触发,在中断中根据当前电平切换边沿触发方 式。定时器使用系统时钟(16.6MHz)的 64 分频作为时钟源,具有足够的分辨率,可提高接收机的容错 能力。 数据采样逻辑中,下降沿时判断当前高电平表示的逻辑值,上升沿是对上一步中产生的逻辑值进行确 认,若逻辑值合法则对该逻辑值进行记录,若不合法,这舍弃该逻辑值,并初始化接收机,等待下一次 数据。程序流程图如下:
示例代码: 外部中断初始化为上升沿触发,当前电平 INT45Level 默认为低。 使用定时器 3 作为计数器
/*---------------定时器时钟使用系统频率 64 分频------------------*/
//1ms 计数 260 //实测引导码高电平长度为 9.7ms,低电平长度为 2ms
#define HeadCont_H 2540 //9.7ms
#define HeadCont_L 500 //2ms
//实测逻辑 1 为高电平 1.7ms+低电平 0.6ms
#define OneCode_H 450 //1.7ms
#define OneCode_L 160 //0.6ms
//假设 0 码为高电平 0.6ms+低电平 1.7ms
#define Zero_H 160
#define Zero_L 450
//容错范围
#define FaultTolerant 50
寄存器定义
uint16 T3Counter
bit INT45Level = 0
bit ZeroCode//接收到逻辑 0
bit OneCode//接收到逻辑 1
bit MaybeRemoteStart//疑似接收到起始码
bit RemoteStart//开始接收遥控数据
bit ReadOver//接收完成
#define DefRemoteDataBufLen 10 //默认遥控数据长度
idata uint8 RemoteDataBuffer[DefRemoteDataBufLen]//接收缓冲区
idata uint8 ReadTab[DefRemoteDataBufLen]//已接收,待处理数据
idata uint8 ReadBitCont//读取 Bit 计数
idata uint8 ReadBuffer//数据缓存区
idata uint8 ReadByteCont//读取字节计数
外部中断服务程序
void INT45_interrupt() interrupt 9
{
u8 backtemp
backtemp = INSCON
INSCON = 0x00
if((EXF1&0x20) == 0x20)
{
//读取 T3 计数器
INSCON |= 0x40
T3CON = 0x00
T3Counter = 0x0000|(TH3 <<8)
T3Counter |= TL3
TL3 = 0x00
TH3 = 0x00
T3CON = 0x24//系统分频 1/64,启动定时器
INSCON &= ~0x40
if(INT45Level) //处理下降沿
{
if((T3Counter >(HeadCont_H - FaultTolerant))&&(T3Counter <(HeadCont_H + FaultTolerant)))
{
MaybeRemoteStart = 1//疑似遥控数据头
}
else
{
if((T3Counter>(OneCode_H - FaultTolerant))&&(T3Counter <(OneCode_H + FaultTolerant)))
{
OneCode = 1
ZeroCode = 0
}
else
{
if((T3Counter >(Zero_H - FaultTolerant))&&(T3Counter <(Zero_H + FaultTolerant)))
{
ZeroCode = 1
OneCode = 0
}
else
{
ZeroCode = 0
OneCode = 0
}
}
}
INT45Level = 0//当前电平为低
EXF0 = 0x80//设置为上升沿触发
}
else //处理上升沿
{
if(RemoteStart)
{
if((T3Counter >(OneCode_L - FaultTolerant))&&(T3Counter <(OneCode_L + FaultTolerant)))
{
if(OneCode)
{ //接收到一个 bit 为 1
GetOneByte()
}
else
{ //数据出错,丢弃
RemoteStart = 0
OneCode = 0
ZeroCode = 0
ReadOver = 0
}
}
else
{
if((T3Counter >(Zero_L - FaultTolerant))&&(T3Counter <(Zero_L + FaultTolerant)))
{
if(ZeroCode)
{ //接收到一个 bit 为 0
GetOneByte()
}
else
{ //数据出错,丢弃
RemoteStart = 0
OneCode = 0
ZeroCode = 0
ReadOver = 0
}
}
else
{
if(ZeroCode &&(T3Counter >4000)) //结束码,同时也是重复码的起始
{
ReadOver = 1
OneCode = 0
ZeroCode = 0
RemoteStart = 0
GetOneByte()
}
else
{ //干扰数据,接收器初始化
RemoteStart = 0
OneCode = 0
ZeroCode = 0
ReadOver = 0
}
}
}
}
else
{
if(MaybeRemoteStart)
{
if((T3Counter >(HeadCont_L - 20))&&(T3Counter <(HeadCont_L + 20)))
{
RemoteStart = 1//遥控数据开始发送
ReadBitCont = 0//读取 Bit 计数
ReadBuffer = 0//数据缓存区
ReadByteCont = 0//读取字节计数
ReadOver = 0
MaybeRemoteStart = 0
}
}
}
INT45Level = 1//当前电平为高
EXF0 = 0x40//设置为下降沿触发
}
}
EXF1 = 0x00
INSCON = backtemp
}
GetOneByte()子函数,接收完整字节并处理
void GetOneByte()
{
int i
if(ReadBitCont<=7)
{
ReadBuffer <<= 1
if(OneCode)
{
ReadBuffer |= 0x01
}
}
ReadBitCont ++
if(ReadBitCont >= 8)
{
RemoteDataBuffer[ReadByteCont++] = ReadBuffer//每接收 1byte,写入缓存
ReadBuffer = 0
ReadBitCont = 0
}
if(ReadOver) //全部接收完后
{
for(i=0i<ReadByteConti++)
{
ReadTab[i]=RemoteDataBuffer[i]
}
ReadByteCont = 0
}
}
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