基于AVR单片机的曼彻斯特编解码及其应用

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1、第32卷第20期计算机工程2006年10月Vol.32№20ComputerEngineeringOctober2006·工程应用技术与实现·文章编号：1000—3428(2006)20—0258—03文献标识码：A中图分类号：TP368.2基于AVR单片机的曼彻斯特编解码及其应用王建国，孙敬华，曹丙霞(中国海洋大学工程学院，青岛266071)摘要：提出了一种在较高通信速率(10kbps)下用AVR单片机软件实现曼彻斯特码编解码的方法。介绍了小功率无线传输系统的工作原理和通信协议。详细阐述了用软件识别同步时钟、起始符、同步头和数据的技术方法。关键词：曼彻斯特编解码

2、；无线通信；AVR单片机ManchesterCode/decodeBasedonAVRandItsApplicationWANGJianguo,SUNJinghua,CAOBingxia(EngineeringCollege,OceanUniversityofChina,Qingdao266071)【Abstract】Thepaperintroducesahi-efficientcoding/decodingmethodtoapplyAVRMCUtocode/decodeManchesterat10kbpssuccessfully,principleandcomm

3、unicationprotocolinwirelesscommunicatingsystemsoflowpower.Itprovidesindetailatechniqueabouthowtoidentifyinitialflag,synchronizationcodeanddata.【Keywords】Manchestercode/decode;Wirelesscommunication;AVR随着无线通信芯片技术的发展，越来越多的便携式或电射频发射机的系统框图如图1所示。MCU首先对数据进池供电的无线传输设备进入人们日常生活中。例如，遥控车行曼彻斯特码编码，然

4、后把数据送到射频发射芯片发射。门开关(RKE)系统、汽车轮胎压力监视系统(TPMS)、无线内MCU曼码数据天线窥镜系统、蓝牙技术等。这种小功率无线传输系统的关键技RF发射芯片ATmega48V术是在低电流消耗和信道干扰较强的情况下实现数据稳定可图1发送模块原理框图靠的传输。1.2射频接收监视器模块曼彻斯特码由于其特殊的性能，被广泛应用于小功率无接收监视器的主控MCU采用Atmel公司的高性能、高线传输系统中。曼彻斯特编码是串行数据传输的一种重要的速RISC微控制器ATmega169。该芯片内嵌了4*25段的LCD编码方式。曼彻斯特编码最大的优点是：数据和同步时钟统

5、驱动器，通过它可以在LCD上显示一些用户关心的状态信一编码，曼码中含有丰富的时钟信号，直流分量基本为零，息，如轮胎气压信息等。ATmega169单片机的T/C1具有一接收器能够较容易恢复同步时钟，并同步解调出数据，具有个捕捉单元，可用来捕捉外部事件，并为其赋予时间标记以很好的抗干扰性能，这使它更适合于信道传输。说明此事件发生的时刻。外部事件发生的触发信号可由引脚传统的曼彻斯特码的编解码一般采用专用芯片电路实ICP1(输入捕捉引脚)输入，也可通过模拟比较器单元实现。现，数据的串/并转换和信号的合成都通过硬件电路实现，导本设计采用T/C1的输入捕捉单元接收数据，即曼彻

6、斯特码数致电路复杂，系统成本提高。考虑到目前微处理器功能不断据从引脚ICP1输入。这种数据接收处理方法要求MCU对外提高，在不影响系统微处理器完成其它处理任务的情况下，部输入事件具有足够的处理能力，微控制器ATmega169工作完全可以采用微处理器来实现曼彻斯特码的编码和解码。本在16MHz时性能高达16MIPS。实验证明，当数据波特率为设计提出了一种简单有效的曼彻斯特码解调方法，并选用高10kHz时，系统能够正确接收数据。速AVR单片机及软件编程实现了曼彻斯特码的编解码。接收监视器的系统框图如图2所示。射频信号经接收芯1小功率无线传输系统工作原理片解调，输出的曼

7、码数据经过引脚ICP1输入到MCU，MCU小功率无线传输系统一般由射频发射机和接收监视器两对数据进行解码处理后送到LCD显示。部分组成。射频发射机采集和发射信息；接收监视器接收信滤增天线息，并根据接收到的信息执行相应的操作。波益曼码数据MCULCDRF接收芯片电补ATmega169显示屏1.1射频发射机模块路偿射频发射机一般采用电池供电，以遥控车门开关(RKE)图2接收模块原理框图系统为例，电池需要连续工作3～5年，低功耗设计是电路设利用单片机的T/C1的引脚捕捉功能虽然能够实现曼码计的关键。在此射频发射机主控MCU选用Atmel公司的高数据电平时间精确测量，但存

8、在一个明显