()*+,*&-%./ 0 单 片 机 实 现 了 一 种 以 软 件 方 式 对 传 输 数
据编解码的方法$
. 现有的编解码技术
./. 硬 件 编 解 码 技 术
目 前 有 多 种 用 于 编 码 和 解 码 的 专 用 芯 片 ! 1)66%6W
1)6646 是 比 较 常 用 的 一 种 $ 在 通 常 的 使 用 中 ! 一 般 采 用 + 位 地 址 码 和 " 位 数 据 码 ! 这 时 编 码 芯 片 1)66%6 和 解 码 芯 片 1)6646 的 第 - X+ 脚 为 地 址 设 定 脚 $ 有 三 种 状 态 可 供 选 择 % 悬 空 & 接 正 电 源 和 接 地 ! 2+ 为 % &%- ! 所 以 地 址 编 码 不 重 复 度 为 % &%- 组 ! 只 有 发 射 端 1)66%6 和 接 收 端 1)6646 的 地 址 编 码 完 全 相 同 时 ! 才 能 配 对 使 用 $ 当 编 码 启 动 端 )Y 接 低 电 平 时 ! 1)66%6 就 将 从 数 据 输 入 端 /$ X /2 输 入 的 数 据 经 过 编 码 后 从 /ZL) 引 脚 串 行 输 出 [ -\ ! 数 据帧 的高 + 位 为地 址 !低 " 位 为数 据 !发 送 时 以 先 高 位 & 后低位的顺序逐次发送$ 每 一帧 发送 " 次 !每帧 数据中 间 由 同 步 码 隔 开 $ 1)6646 只 有 在 连 续 6 次 检 测 到 相 同 的 地 址 码 和 数 据 码 时 才 会 把 数 据 码 中 的 ’- ( 驱 动 相 应 的 -$-
同步位D , D D , , D , 图 D 脉冲 ( 间隙编码
?@AB9C, 及 ?@AB9CD
输出高电平脉冲 延时 5,," 定时器中断
S ?@AB9C,Q,
输出低电平脉 冲延时 +,"
G T ?@AB9CDQD ) T
3
?@AB9C,Q, ) 3 T
?@AB9C,QD 3
输出高电平脉 冲延时 ),," 第 # 位数 据 !D )
中 图 分 类 号 ! )12%+ 文献标识码! 3 文 章 编 号 ! -%4"5446$76$--’$& 5$$,65$2
!"# $#%#&$’" () *+$#,#%% %+-./, 0.1(2+.- /.2 201(2+.- 301".(,(-+0% 4/%02 (. 56 789
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初始化定时器 # 开始
# 改进的编解码技术
#"! 软 件 编 码 原 理 及 程 序 流 程
编 码 就 是 用 不 同 形 式 的 码 型 来 表 示 二 进 制 的 &- ’ 和 &, ’ " 本 文 采 用 的 编 码 方 式 为 脉 冲 ( 间 隙 编 码 ! 即 在 下 一 脉 冲 前 的 暂 停 持 续 时 间 ! 表 示 二 进 制 符 号 &- ’ ! 而 下 一 脉 冲 前 的 暂 停 持 续 时 间 *! 表 示 二 进 制 符 号 & , ’ # /% ! 脉 冲(间隙编码如图 - 所示" 发送端 的信 号分 为同步 信 号#数据信号以及校 验 和 信 号 !无 线 发 射 电 路 如图 * 所 示 " 经 过 编 码 后 的 信 号 由 单 片 机 的 &-0+ 引 脚 输 出 到 无 线发射 模块 !然后 无线发 射模 块 将 基 带 信 号 经 高 频 载 波 电 路调 制后!通 过天 线向空 间辐 射"
7*@CC=<= @B *@DE?F=G (HA=;H= :;I )=H9;@C@<J ! K?9:; L;AM=GNAFJ @B (HA=;H= :;I )=H9;@C@<J ! K?9:; "2$$%& ! *9A;:’ !"#$%&’$ ! (@D= IAN:IM:;F:<=N :G= B@?;I! N?H9 :N BAO=I B@GD @B BG:D= :;I : NADEC=O H9=HP@?F Q:JR SF AN :CN@ 9:GI F@ H9:;<= F9= FG:;NDANNA@; NE==IR (@ : ;=Q N@BFQ:G= =;H@IA;< :;I I=H@IA;< D=F9@I T:N=I @; ()*+,*&-%./ 0 NA;<C= 5H9AE DAHG@H@DE?F=G AN EG@E@N=IR )9= FAD=G AN ?N=I F@ =;H@I=U :;I T@F9 F9= E=GAE9=G:C A;F=GG?EF :;I F9= FAD=G :G= ?N=I F@ I=H@I=R )9= FAD=G QACC NF:GF F@ Q@GP Q9=; : GANA;< 5=I<= @B F9= E?CN= NA<;:C G=H=AM=I AN I=F=HF=I! :;I AF QACC NF@E Q@GPA;< Q9=; : B:CCA;< 5=I<= AN I=F=HF=IR )9= B:CCA;<5=I<= QACC <=;=G:F= F9= E=GAE9=G:C A;F=GG?EF :F F9= N:D= FAD=R )9= M:C?= @B F9= H@?;F=G G=<ANF=GN QACC T= ?N=I F@ I=H@I=R SF AN EG@M=I F9:F F9AN D=F9@I 9:N BC=OATC= B@GD @B BG:D= :;I IAM=GN= H9=HP@?F Q:JNR )9= H@NF @B F9= QAG=C=NN H@DD?;AH:FA@; NJNF=D AN :CN@ IADA;AN9=IR SF AN BAF B@G F9= QAG=C=NN H@;FG@C! I:F: :HV?ANAFA@; :;I FG@?TC= :C:GDR ()* +,%-# ! =;H@IA;< " I=H@IA;<" FAD=G " E=GAE9=G:C A;F=GG?EF 随着微电子#计算机信息技术的迅速发展!由单片 机和无线传输模块组成的无 线数 据通 信系统 在石 油 #电 力#水文#冶金#安防等行业的无线控制#数据 采集#故 障报警等诸多领域中得到越来越广泛的应用$ 而数据的 编解码对于无线传输可靠性的影响举足轻重$ 目前编解 码方式主要有硬件编解码和软件编解码两种$ 本文在对 已有硬件及软件编解码技术 研究的 基础 上 !设计 并通 过
()*+,*&-%./0 单 片 机 实 现 的 软 件 编 解 码 方 法 # 该 方 法 通 过 定 时 器 的 延 时 来 实 现 对 数 字 信 号 的 编 码 $
通过外 部中断 与定时 器相结 合的 方式进 行解码 !即利用 接收 到的脉 冲信号 的上升 沿启 动定时 器工作 ! 下降沿 停止定 时器工 作并触 发外 部中断 !然后读 取计数 寄存 器的值 并识别 数据# 实 验证 明!该方 法的 数据帧格式及校验方式灵活多变 !而且可 以降低 无线传 输系 统的成 本!适用 于无线 控制 %数据采 集" 故障报警等多种无线数据通信场合& 关键词 ! 编码$解码$定时器$外部中断
D, DD 5, *H
无线发射电路
软件编码程序流程图如图 . 所示!采用定时器 , 工 作 在 方 式 - ! 即 -= 位 定 时 器 工 作 方 式 ! 根 据 不 同 的 输 出 脉 冲 宽 度 需 求 向 计 数 寄 存 器 "7, 和 ">, 中 装 入 不 同 的 初 始 值 " 标 志 位 ?@AB9C, 用 来 区 分 高 电 平 脉 冲 和 低 电 平 脉 冲 ! 当 标 志 位 ?@AB9C, 为 , 时 输 出 两 个 数 据 位 之 间 的 低 电 平 脉 冲 ! 不 为 , 时 输 出 高 电 平 脉 冲 " 标 志 位 ?@AB9CD 用 来 区 分 数 据 位 和 同 步 位 ! 当 ?@AB9CD 为 , 时 输 出 数 据 位 高 电 平脉冲!为 D 时输出 同步 位高 电平脉 冲 " 在 发送的 过程 中 !每 发送一 个字 节 !就将 该字 节累 加到校 验 和 中 !当 所 有的数据发送完后就发送校验和"
&"$$’$ (&")*+* 芯 片 功 耗 低 # 外 部 元 器 件 少 # 工 作 电
压范围宽" 但这两个芯片在应用中必须对地址统一编 码!配对 使用 !而且需 要 通 过 改 变 硬 件 电 路 才 能 重 新 设 置芯片地址 $该编码芯 片的帧 格式 是固定 的 !不 能随 意 改动!而且编码的脉冲宽度需要调 节外 接振荡 电阻 大小 才能改变" 这些都给用户的使用带来了极大的不便"
输出高电平脉 冲延时 D,,"
?@AB9C,Q)
输出高电平脉 冲延时 5,,"
在发送端对数据进行编码时! 由于对发送的数据 位#位 数的 判断以 及校 验和 的 生 成 所 产 生 的 延 迟 时 间 不 超 过 +1" ! 其 中 " 为 机 器 周 期 ! 因 此 ! 定 义 -11" 的 高 电 平 脉 冲 代 表 & - ’ ! 而 $11" 的 高 电 平 脉 冲 代 表 & 1 ’ " 在 接 收 端 进 行 解 码 时 ! 由 23"- 引 脚 上 的 下 降 沿 触 发 中 断 并 停止定时器计数!进 而识 别数 据信号 !此过 程中断 服务 程 序 的 延 迟 时 间 不 超 过 41" " 因 此 ! 设 置 数 据 位 之 间 的 低 电 平 脉 冲 宽 度 为 +1" " 为 了 不 与 数 据 信 号 混 淆 ! 将 同 步 位 定 义 为 511" 的 高 电 平 脉 冲 " 本 实 验 采 用 的 石 英 晶 体 的 晶 振 频 率 为 -* 678 ! 因 此 一 个 机 器 周 期 为 - !9 ! 故一 个字节的传输速率最快为 4 ::* ;<9 !最慢为 . +,. ;<9 "