基于AVR单片机的曼彻斯特编解码及其应用_王建国
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— 基于A VR 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A VR 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；无线通信；A VR 单片机
Manchester Code/decode Based on A VR and Its Application
WANG Jianguo, SUN Jinghua, CAO Bingxia
(Engineering College, Ocean University of China, Qingdao 266071)
【Abstract 】The paper introduces a hi-efficient coding/decoding method to apply A VR MCU to code/decode Manchester at 10kbps successfully,principle and communication protocol in wireless communicating systems of low power. It provides in detail a technique about how to identify initial flag, synchronization code and data.
【Key words 】Manchester code/decode; Wireless communication; A VR
计 算 机 工 程Computer Engineering 第32卷 第20期
Vol.32 № 20 2006年10月
October 2006
·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
随着无线通信芯片技术的发展，越来越多的便携式或电池供电的无线传输设备进入人们日常生活中。例如，遥控车门开关(RKE)系统、汽车轮胎压力监视系统(TPMS)、无线内窥镜系统、蓝牙技术等。这种小功率无线传输系统的关键技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靠的传输。
曼彻斯特码由于其特殊的性能，被广泛应用于小功率无线传输系统中。曼彻斯特编码是串行数据传输的一种重要的编码方式。曼彻斯特编码最大的优点是：数据和同步时钟统一编码，曼码中含有丰富的时钟信号，直流分量基本为零，接收器能够较容易恢复同步时钟，并同步解调出数据，具有很好的抗干扰性能，这使它更适合于信道传输。
传统的曼彻斯特码的编解码一般采用专用芯片电路实现，数据的串/并转换和信号的合成都通过硬件电路实现，导致电路复杂，系统成本提高。考虑到目前微处理器功能不断提高，在不影响系统微处理器完成其它处理任务的情况下，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，并选用高速AVR 单片机及软件编程实现了曼彻斯特码的编解码。
1 小功率无线传输系统工作原理
小功率无线传输系统一般由射频发射机和接收监视器两部分组成。射频发射机采集和发射信息；接收监视器接收信息，并根据接收到的信息执行相应的操作。 1.1 射频发射机模块
射频发射机一般采用电池供电，以遥控车门开关
(RKE)系统为例，电池需要连续工作3～5年，低功耗设计是电路设计的关键。在此射频发射机主控MCU 选用Atmel 公司的高性能、低功耗微控制器ATmega48V 。该芯片工作电压最低可达1.8V ，具有5种省电休眠模式，适合低功耗应用场合。根据处理器工作状态的不同进入相应的休眠模式。在掉电模式下耗电小于1μA ，极大地降低了功耗。 射频发射机的系统框图如图1所示。MCU 首先对数据进行曼彻斯特码编码，然后把数据送到射频发射芯片发射。
1.2 射频接收监视器模块
接收监视器的主控MCU 采用Atmel 公司的高性能、高速RISC 微控制器ATmega169。该芯片内嵌了4*25段的LCD 驱动器，通过它可以在LCD 上显示一些用户关心的状态信息，如轮胎气压信息等。ATmega169单片机的T/C1具有一个捕捉单元，可用来捕捉外部事件，并为其赋予时间标记以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ICP1(输入捕捉引脚)输入，也可通过模拟比较器单元实现。
本设计采用T/C1的输入捕捉单元接收数据，
即曼彻斯特码数据从引脚ICP1输入。这种数据接收处理方法要求MCU 对外部输入事件具有足够的处理能力，微控制器ATmega169工作在16MHz 时性能高达16MIPS 。实验证明，当数据波特率为10kHz 时，系统能够正确接收数据。
接收监视器的系统框图如图2所示。射频信号经接收芯片解调，输出的曼码数据经过引脚ICP1输入到MCU ，MCU 利用单片机的T/C1的引脚捕捉功能虽然能够实现曼码数据电平时间精确测量，但存在一个明显的不足，就是对干作者简介：王建国(1954－)，男，教授，主研方向：智能仪器仪表
与计算机控制技术；孙敬华、曹丙霞，硕士生
收稿日期：2005-11-08 E-mail ：sunjinghua-2001@https://www.360docs.net/doc/1e8040185.html,
扰比较灵敏，干扰严重时直接导致数据传输失败。本系统从软硬件两方面对系统的抗干扰能力进行了改善。软件方面详见下面介绍。在硬件方面加了带通滤波器。又因为接收机接收到的信号比较微弱，所以又加入了增益补偿电路。此外还使用了MCU内部的输入捕捉单元的噪声抑制器。噪声抑制器通过一个简单的数字滤波方案提高系统的抗噪性。它对输入触发信号进行4次采样。只有当4次采样值相等时其输出才会送入边沿检测器。
目前市场上有很多种RF发射接收芯片，表1列出几种常用的芯片。
表1 RF发射接收芯片
型号类型收/发频点工作模式生产厂家
T5744 接收芯片315/433.92
MHz
ASK Atmel
MAX1470 接收芯片315MHz ASK Maxim MC33594 接收芯片315/434MHz OOK/FSK Freescale
T5754 发送芯片433.92 MHz ASK/FSK Atmel
TDA5101 发送芯片868/433 MHz ASK/FSK Infineon
MC33493 发送芯片315/434/868/
928MHz
OOK/FSK Freescale
NRF401 收发芯片433.93/434.33
MHz
FSK Nordic
TRF6903 收发芯片315/433/868/
915MHz
OOK/FSK TI
2 AVR单片机实现曼彻斯特码编解码的方法
2.1 曼彻斯特码及数据帧的特征
在曼彻斯特编码中，将一位时间一分为二，位时间内发生低电平到高电平的变化表示‘0’；高电平到低电平的变化表示‘1’；由于跳变都发生在每一个码元的中间，接收端可以方便地利用它作为位同步时钟，因此，这种编码也称为自同步编码。曼彻斯特编码如图3所示。
从图3可以看出曼码具有以下特征：
(1)当数据位出现连‘0’或连‘1’时，曼码的位速率2倍于的数据位速率，在每个数据的起始点也出现跳变，但都是无效跳变。
(2)当数据位出现‘0’、‘1’交替时，曼码的位速率等于数据位速率，脉冲的前后沿均为有效跳变。
2.2 数据传输帧格式及曼彻斯特码编解码原理
2.2.1 数据传输协议
本系统采用的数据传输格式如下：
同步时钟同步头 ID号数据包校验字节结束符
同步时钟也就是数据解码时钟，同时还是本次传输起始标志。同步头则用于确定信息包的开始，本设计用“@”作为同步头数据。ID号用于识别发射模块，防止与其它发射模块串扰。数据包含有要传输的信息，采用定长数据包格式。停止符为二进制数‘0’，停止符的作用是保证数据接收完整。因为此设计在上升沿中断时识别码元，当最后一个字节为1时，如果没有停止位，就不存在上升沿，则无法识别这个码元。用data[]表示该格式数组。
2.2.2曼彻斯特编码原理
实现曼彻斯特软件编码比较简单，根据曼码和二进制数据的对应关系，一位二进制数据在编码后将占据两位空间。例如：1在编码后变为1、0；0在编码后变为0、1。其中，曼码数据低位在前，高位在后；被编码的数据字节的高4位编码后存放在一个字节中，低4位编码后存放在相邻的下一个字节中。
2.2.3曼彻斯特解码原理
曼彻斯特解码是编码的逆过程，也就是从曼码数据中提取时钟，并利用这个时钟还原二进制数据的过程。根据曼彻斯特解码过程中完成任务的不同，可以把曼彻斯特解码过程分为起始符识别及获取同步时钟、识别同步头、提取数据信息3个阶段。
(1)起始符识别及获取同步时钟
通常传输通道干扰比较严重，所以无法用简单的起始位方法来判断何时开始接收数据。本系统采用连续发送2个字节0xFF的方法来标识一次数据传输的开始。2个字节的0xFF 转换成曼码后就相当于16个周期一定的矩形波。因为干扰信号连续出现几个周期相近矩形波的几率很小，因此，在本系统中如果连续接收到8个码元，其周期在一定容差范围内，则认为捕捉到起始符，再根据捕捉到的信号周期计算实际波特率。由于在发送接收开始时波形畸变的机率比较大，因此在波特率计算时进行了滤波。滤波算法中忽略了前2个数据，采用后6个数据的平均值作为数据传输的波特率，从而使系统具有波特率自适应的能力。该特性可很好地解决因发射模块供电电压变化导致波特率改变带来的不利影响。
(2)同步头识别
同步头识别也就是识别数据“@”的问题。本系统通过信号高低电平所占的位宽来判断数据。当电平持续时间小于3/4的同步时钟周期时，电平时间为半个位宽，反之电平时间为1个位宽。因为在起始符识别时只用了2个字节0xFF中的一个，所以在开始识别同步头时识别出的第1个数据位肯定是‘1’，由此决定了在码元识别时必须遵循以下2点。
1)先采用下降沿触发方式获得高电平的持续时间，然后把触发方式改为上升沿，获得低电平的持续时间，并进行码元判别。判别依据见表2。
其中：S代表电平持续时间为半个位宽，L代表电平持续时间为一个位宽，本次位个数是指从曼码的一个高低电平持续时间中提取出来二进制数据的位数。
表2 码元判别
高电平时间低电平时间本次位值本次位个数
S S
与上次值相同 1
S L 1，0 2
L S 1 1
L L 1，0 2
2)在第1次进行码元识别时，假定上次值为‘1’。当识别出来的位数据个数大于等于8时，则开始判断接收到的数据是否包含“@”，如果是则认为识别出同步头，下次开始接收数据；反之则把数据右移1位丢掉最低位，把下次接收到的位数据添加到最高位，再判断，依此类推，逐位接收判断。如果接收数据位的个数大于15，但是还没有检测到同步头，则此次数据接收无效，回到步骤1)重新开始。
3)提取数据信息。在此阶段数据识别方法与同步头识别时相同，不同之处在于数据提取保存方面。通过识别同步头可以找到数据信息的起始位，从起始位开始每8位整合为一个字节数据，存放到一个字节变量中，这样就提取出一个字节信息。因为每帧信息中的字节数是固定的，所以当接收到足够个数的数据字节则认为此次数据接收完成。停止符不会
1.
2.
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—导致数据接收不正确。完成数据帧的接收后，MCU 进行CRC 校验、ID 号识别以及数据处理等操作。
2.3 曼彻斯特编解码在AVR 单片机中的实现 2.
3.1 AVR 单片机中曼彻斯特编解的实现
曼彻斯特编码的子程序流程如图4所示。该程序仅对一个数据字节编码，循环调用此程序就可完成所有数据字节的编码。在编码前定义一个缓冲区encode[]，用来存放编码后的曼码数据，在调用编码程序前对其清零。其中：data[ j ]数组为未编码的帧数据，j 为本次被编码数据的次序(数组下标)。
开始data[j]最高位是否为1
data[j]=data[j]<<1,zero=zero>>2，one=one>>2,i++
Y
N
encode [order ]|=one
Y
N N
Y one=0x80zero=0x40encode [order ]|=zero
i>=8?i==4?
返回
order++
order++
图4 编码程序流程
数据编码完成后，采用定时器控制方式经通用I/O 口发送数据。I/O 口与发射芯片的输入引脚相连，发射芯片把数据调制后发射。MCU 把位数据送到I/O 口后开定时器，并立即进入省电模式。定时时间到引发定时器溢出中断唤醒MCU 发送下一个位数据。这样就保证了数据传输波特率的准确性，并节省功耗。例如数据传输波特率为10kHz ，则设置定时器定时时间为50μs 。
2.3.2 AVR 单片机中曼彻斯特解码的实现
接收监视器的单片机程序需要完成数据接收、曼彻斯特解码、数据处理、显示、异常情况报警等任务。在接收数据时，因为小功率无线传输通道干扰比较严重，单片机又对所有的ICP1引脚沿跳变都响应，它的中断级别又比较高。大大加重了单片机的负担，严重时会造成单片机的其它任务得不到执行。所以在本系统软件设计中加入了滤波。当输入捕捉中断发生后，首先判断输入捕捉寄存器(ICP1)的值是否在一定范围内，如果不是，则不进行数据处理，中断处理返回。
根据数据传输协议帧格式，曼彻斯特解码过程是一个顺
序过程，分成4个阶段，系统置不同的标志值以示区分(如表3)，采用C 语言中的开关语句(switch)实现。
解码程序流程如图5所示。其中：start2=0为同步头识别阶段，start2=1是提取数据信息阶段，二者可统称为码元识别阶段。在此阶段为了测量信号高低电平的持续时间，定时器
捕捉中断的触发方式必须采用上升沿和下降沿交替进行。也就是说，在下降沿捕捉中断处理程序中(即start=1时)设置下次捕捉中断的触发方式为上升沿，在上升沿捕捉中断处理程序中(即start=2时)设置下次捕捉中断的触发方式为下降沿。在识别起始符阶段，中断处理程序的主要任务就是判断信号的周期是否在一定的容差范围内，可以选择任一种中断触发方式，在此选择下降沿触发方式。在捕捉到起始符的同时需要计算数据传输波特率和初始化码元识别阶段用到的变量，考虑到单片机的处理能力，把捕捉中断的触发方式改为上升沿，在上升沿引发的中断内计算数据传输波特率和初始化码元识别阶段用到的变量，并把中断触发方式改为下降沿，这样就保证了准确测量信号的高电平持续时间。
3 结论
本文以一个实际工程的一部分为例，阐述了用AVR 单片机软件编程实现曼彻斯特编解码方法。经过了实际验证，数据传输可靠性很高，系统运行稳定，样机已经成型，即将投入生产。与其它的数据传输方法和曼彻斯特编解码方式相比，本方法十分灵活方便，它可以自适应射频发射机电池电压变化引起的数据传输波特率的变化。可处理的码速率也很高，极限码速率与所采用的单片机的速度和振荡器的频率以及采用的编程语言都有关系。本设计中采用C 编程，振荡器频率为16MHz ，数据传输率可达10kbps ，用汇编语言编程数据传输率会更高。
参考文献
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单片机应用概述
第１讲单片机应用概述 教学目的： 1、初步了解单片机的发展历史, 基础知识以及应用范围； 2、通过演示单片机产品的实物来激发学生的学习兴趣； 3、了解单片机的发展方向和主流技术。 重点、难点： 1、单片机的概念和特点； 2、单片机的主要发展方向和主流技术； 3、几种常见的单片机产品。 教学方式、步骤： 一、课程介绍、学习的目标、学习本课程的方法 1、课程介绍 单片机是当今信息时代的产物，自20世纪70年代问世以来，以实时控制能力强，成本低，体积小，受到人们的重视和关注，应用很广，发展很快。尤其在电子产品、工业控制等领域的应用广泛，已对人类社会产生了巨大的影响。单片机技术开发和应用水平已成为衡量一个国家工业化发展水平的标志之一。 由于单片机的广泛使用使得社会对掌握单片机技术的人才的需求在不断增加，目前全国普通工科大学均已经将单片机课列为必修的专业（基础）课程。 2、学习的目标 通过对孝感周边相关电子企业（亚光电子公司、○六六集团、四四○四厂等）的毕业生跟踪调查和人才需求调研，相关工作岗位都对单片机应用能力都提出了一定的要求。且不同的岗位对单片机应用能力要求的高低不同。要求较高的岗位如电路联调岗和电子线路设计助理工程师岗，对单片机的应用能力要求如下： 掌握常见单片机芯片及外围芯片的功能和引脚分布； 理解掌握单片机系统结构、存储器结构、指令系统，中断、定时器、串行口、接口技术等重要概念和基本知识； 具备一定的电子线路基本知识，能看懂典型单片机外围硬件的原理图，并具备相应的硬件线路调试的基本技能； 能看懂程序流程图，掌握程序调试的基本技能； 具有基本的单片机编程能力； 掌握单片机软硬件联调的基本技能； 掌握单片机产品开发的基本流程和工艺。 课程标准： 作为一门核心的专业基础课程，本课程的专业目标定位为：通过基于实际工作过程（项目制作）的项目导向、任务驱动的理论实践一体化教学模式，教、做、学三者合一，使学生在做中学，学中做，在理解掌握单片机系统结构、存储器结构、指令系统，中断、定时器、串行口、接口技术和单片机初步应用知识的基础上，掌握智能电子应用相关岗位所需要的单片机应用系统的初步的应用分析和软硬件设计能力，掌握基本的编程和程序调试能力，掌握单片机典型外围硬件线路的分析与初步设计能力、硬件调试能力，掌握单片机系统的安装和软硬件联调、故障诊断维护技能，掌握单片机产品开发的基本流程和工艺。在以上述单片机应用能力培养为主线的教学过程中，还要注重学生职业能力的培养，使学生毕业后能够直接适应单片机相关岗位的工作。
单片机应用技术试卷A及答案
《单片机应用技术（C语言版）》试卷A一、单项选择题(每题1.5分，共30分) 1、51单片机的CPU主要由（）组成。 A、运算器、控制器 B、加法器、寄存器 C、运算器、加法器 D、运算器、译码器 2、程序是以（）形式存放在程序存储器中。 A、C语言源程序 B、汇编程序 C、二进制编码 D、BCD码 ——引脚（）3、单片机8031的EA。 A、必须接地 B、必须接+5V电源 C、可悬空 D、以上三种视需要而定 4、单片机上电复位后，PC的内容为（）。 A、0x0000 B、0x0003 C、0x000B D、0x0800 5、外部扩展存储器时，分时复用做数据线和低8位地址线的是（） A、P0口 B、P1口 C、P2口 D、P3口 6、单片机的ALE引脚是以晶振振荡频率的（）固定频率输出正脉冲，因此它可作为外部时钟或外部定时脉冲使用。 A、1/2 B、1/4 C、1/6 D、1/12 7、下面叙述不正确的是（）。 A、一个C源程序可以由一个或多个函数组成。 B、一个C源程序必须包含一个主函数main( )。 C、在C程序中，注释说明只能位于一条语句的后面。 程序的基本组成部分单位是函数。C、D 8、在C语言中，当do-while语句中的条件为（）时，循环结束。 A、0 B、false C、true D、非0 9、下面的while循环执行了（）次空语句。 While（i=3）； A、无限次 B、0次 C、1次 D、2次 10、C程序总是从（）开始执行的。 A、主函数 B、主程序 C、子程序 D、主过程 11、在C51程序中常常把（）作为循环体，用于消耗CPU运行时间，产生延时效果。 A、赋值语句 B、表达式语句 C、循环语句 D、空语句 12、在单片机应用系统中，LED数码管显示电路通常有（）显示方式。 A、静态 B、动态 C、静态和动态 D、查询 13、共阳极LED数码管加反相器驱动时显示字符“6”的段码是（） A、0x06 B、0x7D C、0x82 D、0xFA 14、51单片机的定时器T1用做定时方式时，采用工作方式1，则工作方式控制字为（） A、0x01 B、0x05 C、010 D、0x50 15、启动T0开始计数是使TCON的（）。
曼彻斯特解码程序
曼彻斯特解码 1、变量定义 (2) 2、Manchest初始化 (2) 3、Manchest解码信号翻转 (3) 4、过滤错误的卡号 (4) 5、获取正确的卡号 (5) 6、Manchest获取卡号数据 (6) 7、通过中断采样获取刷卡数据 (9)
1、变量定义 #define TH1_370US_H 0XFE //晶振11.0592MHZ，12T模式 #define TL1_370US_L 0XAB #define SIGNAL_FLIP_TIME 10 //每隔100ms翻转一次读卡信号 #define REPEAT_TIME 5 //500ms后重复读卡 #define CLEAR_CARD_TIME 20 //2S后清除卡号数据 #define MANCHEST_TIME 5 sbit PULSE = P3^2; sbit RFEN = P3^5; //曼彻斯特解码脉冲信号 sbit MANCHEST0= P3^2; //wiegand0 sbit MANCHEST1= P3^3; //wiegand1 uchar code CheckingTab[32]={ //接收到10组卡号的偶校验 0X00,0X01,0X01,0X00,0X01,0X00,0X00,0X01, //这里数值是低五位的偶校验值 0X01,0X00,0X00,0X01,0X00,0X01,0X01,0X00, 0X01,0X00,0X00,0X01,0X00,0X01,0X01,0X00, 0X00,0X01,0X01,0X00,0X01,0X00,0X00,0X01}; uchar WGCardBuf[5]; //卡号 uchar CopyCardBuf[5]; //备份卡号 uchar ManchestBuf[11]; //暂存接收到的11组数据 uchar idata g_ucManchestTime = MANCHEST_TIME; // uchar idata g_ucDWithCardTime= 0; //隔500ms处理该卡号 uchar idata g_ucPreambleFlag = 0; uchar idata g_ucERAgainTimer = 0; //每隔100ms翻转一次RFEN uchar idata g_ucStoreGroupCnt= 0; //接收到几组数据，这里为11组才可能正确 uchar idata g_ucEGroupBitCnt = 0; //每组数据有5个为，5=4位卡号+1位偶校验 uchar idata g_ucPreambleCount= 0; //9位为1的引导码 uchar idata g_ucRemvoeCardTime=0; //隔多久清除以前的卡号数据，这里为3s 2、Manchest初始化 /******************************************************************** 函数原型：ManchestInit 功能：曼彻斯特解码变量初始化 输入：无 输出：无 说明：无
单片机技术应用课程标准
《单片机技术与应用》课程标准课程名称：单片机技术与应用 适用专业：通信技术 开设学期：第2学年第1学期 学时： 48 学分： 3 （一）课程性质与作用 随着电子设备智能化的不断发展和日益普及，单片机作为电子设备智能的核心其应用日益广泛，在包括各种通信设备在内的电子应用领域中随处可见单片机的应用。因此，高职院校信息电子类专业大都开设了单片机应用的相关课程。我院通信技术专业作为一个信息电子类专业，特开设《单片机技术与应用》课程，作为一门专业选修课程，以培养学生单片机应用相关的技能，并为后继通信设备相关课程的学习打下基础，同时有效拓宽学生的就业方向。 《单片机技术与应用》课程主要讲述单片机及其应用技术，该门课程的主要作用在于通过单片机相关知识的讲解和单片机应用系统开发过程的训练，使学生具备单片机使用方面的基本知识和技能，以为后继的通信专业设备课程的学习打下一定的基础。同时本课程也和本专业的《电路分析与制作》、《通信电子技术与实践》共同构成电子相关技能培养的课程体系，为学生毕业后到电子相关岗位就业打下较好的基础，以拓宽学生的就业方向。 （二）课程设计思路 本课程标准的总体设计思路是：根据高职学生的学习特点，并结合本课程的性质及教学内容，以及我国高职教育的发展方向，力求课程的教学在本课程标准的指导下能够最大限度地激发学生的学习兴趣、调动学生的学习主动性和积极性，以更好地达到本课程的教学目的和要求。为此，引导本课程的教学由传统的学科式知识组织方式转换为基于工作过程的任务引领式知识组织方式，以“交通信号灯控制器设计”这一单片机实际应用系统作为教学项目，以该项目的实现过程为主线串起相应的知识要点讲解和技能训练，并将该项目的实现过程分解成由简到繁的多个工作任务，紧紧围绕完成工作任务的需要来选择课程内容；同时变知识学科本位为职业能力本位，从“任务与职业能力”分析出发，为每一个工作任务设定职业能力培养目标；变书本知识的传授为动手能力的培养，打破传统的知识传授方式，以工作
曼彻斯特码原理与应用
曼彻斯特码 1 曼彻斯特原理介及其编码规则 (1) 2 曼彻斯特码的各方面应用 (3) 3 曼彻斯特码与差分曼彻斯特码 (5) 1 曼彻斯特原理介及其编码规则 Manchester编码是一种常用的基带信号编码。它具有内在的时钟信息，因而能使网络上的每一个系统保持同步。在Manchester编码中，时间被划分为等间隔的小段，其中每小段代表一位数据。每一小段时间本身又分为两半，前半个时间段所传信号是该时间段传送比特值的反码，后半个时间段传送的是比特值本身。可见在一个时间段内，其中间点总有一次信号电平的变化，因此携带有信号传送的同步信息而不需另外传送同步信号。 Manchester编码采用电平由高到低变化的下降沿代表0，电平由低到高变化的上升沿代表1；发送和接收的同步工作方式保证了信息传递的方便和可靠。 为了减少控制器与位置反馈单元之间的连线数目，信息的传递可采用两根线的串行方式。发送端和接收端的同步靠信息脉冲串之前的同步脉冲串来实现。 在电信领域，曼彻斯特码,(也称作相位码或者PE）是一种数据通讯线性码，它的每一个数据比特都是由至少一次电压转换的形式所表示的曼彻斯特编码被因此被认为是一种自定时码。自定时意味着数据流的精确同步是可行的。每一个 图1 二进制码和曼彻斯特码对比图 比特都准确的在一预先定义时间时期的时间中被传送。但是,今天有许许多多的复杂的编码方法(例如8B/10B编码）,在达到同等目的情况下只需要更少带宽负荷并且只有更少的同步信号相位模糊。
二进制码与曼彻斯特码波形的对比关系如图1所示。 在曼彻斯特编码中，用电压跳变的相位不同来区分1和0，即用正的电压跳变表示0，用负的电压跳变表示1。因此，这种编码也称为相应编码。由于跳变都发生在每一个码元的中间，接收端可以方便地利用它作为位同步时钟，因此，这种编码也称为自同步编码。 用于数字基带传输的码型种类较多，Manchester码是其中常用的一种。Manchester码是一种用跳变沿（而非电平）来表示要传输的二进制信息（0或1），一般规定在位元中间用下跳变表示“1”，用上跳变表示“0”. 曼彻斯特编码被被认为是一种自定时码自定时意味着数据流的精确同步是可行的。每一个比特都准确的在一预先定义时间时期的时间中被传送。 在曼彻斯特编码中，每一位的中间有一跳变，位中间的跳变既作时钟信号，又作数据信号；从高到低跳变表示"1"，从低到高跳变表示"0"。还有一种是差分曼彻斯特编码，每位中间的跳变仅提供时钟定时，而用每位开始时有无跳变表示"0"或"1"，有跳变为"0"，无跳变为"1"。 曼彻斯特编码提供了一种简单的方法在长时间段内没有电平跳变的情况下，仍然能够对任意的二进制序列进行编码，并且防止在这种情况下同步时钟信号的丢失以及防止低通模拟电路中低频直流飘移所引起的比特错误。如果保证传送的编码交流信号的直流分量为零并且能够防止中继信号的基线漂移，那么很容易实现信号的恢复和防止能量的浪费。曼彻斯特码具有丰富的位定时信息。 在物理层的同步时钟编码技术用来将时钟和数据编码统一在一个同步比特数据流中。在这项技术中,在电缆上被传送的真实二元数据不是以一连串的逻辑序列1或者0来表示的(这项技术也是一种不归零码NRZ）。这些要传送的数据比特被转换成一个略微不同格式,比起直接用二进制码(i.e. NRZ)来有许多的优势。 在曼彻斯特编码方案中,比特周期中间的0到1跳变表示逻辑0，比特周期中间的1到0的跳变表示逻辑1。注意信号跳变不一定在‘bitboundaries’比特边界（一个比特和另外一个比特)之间的分界线，但是总是发生在每个比特的中间位置.曼彻斯特编码的规则列出如下表1所示。
基于STM32的经典项目设计实例
13个基于STM32的经典项目设计实例，全套资料STM32单片机现已火遍大江南北，各种教程资料也是遍布各大网站论坛，可谓一抓一大把，但大部分都差不多。今天总结了几篇电路城上关于STM32 的制作，不能说每篇都是经典，但都是在其他地方找不到的，很有学习参考意义的设计实例。尤其对于新手，是一个学习stm32单片机的“活生生”的范例。 1.开源硬件-基于STM32的自动刹车灯设计 自动刹车灯由电池供电并内置加速度传感器，因此无需额外连接其他线缆。使用两节5号电池时，设计待机时间为一年以上(待机功耗66微安)，基本可以实现永不关机，即装即忘。 2.基于STM32F407的openmv项目设计资料 本项目是一个openmv，通过摄像头可以把图像实时传输给显示屏显示。MCU选择的是STM32F407（STM32F407数据手册），ARM Cortex-M4内核，最高频率可达180Mhz，包含一个单精度浮点DSP，一个DCMI（数字相机接口）。 3.STM32无线抢答器 无线抢答器采用STM32F302（STM32F302数据手册）芯片主控，同时用蓝牙，语音模块，数码管，七彩灯等部件构成，当主持人按下抢答键时，数码管进入倒记时，选手做好准备，当数码管从9变为0时，多名选手通过手机上虚拟按键进行抢答，同时语音播报抢答结果，显示屏上显示选手的抢答时间。 4.基于ARM-STM32的两轮自平衡小车 小车直立和方向控制任务都是直接通过控制小车两个电机完成的。假设小车电机可以虚拟地拆解成两个不同功能的驱动电机，它们同轴相连，分别控制小车的直立平衡、左右方向。 5.基于STM32F4高速频谱分析仪完整版（原创） 本系统是以STM32F407（STM32F407数据手册）进行加Blackman预处理，再做1024个点FFT进行频谱分析，最后将数据显示在LCD12864上，以便进行人机交互！该系统可实现任意波形信号的频谱显示，以及可以自动寻找各谐波分量的幅值，频率以及相位并进行8位有效数据显示。 6.基于STM32F4的信号分析仪设计（有视频，有代码） 这次基于discovery的板子做一个信号分析仪，就是练手，搞清楚STM32F4（STM32F4系列数据手册）中的USB固件编写，USB驱动的开发，上位机UI开发等一整套流程，过一把DIY的瘾。 7.基于STM32F4的解魔方机器人-stm32大赛二等奖（有视频） 本系统是基于Cortex-M4内核的STM32微控制器的解魔方机器人，在硬件方面主要有OV7670摄像头，LCD，舵机，在软件方面主要有OV7670的驱动，摄像头颜色识别算法，解魔方算法和舵机动作算法。整个设计过程包括电子系统的设计技术及调试技术，包括需求分析，原理图的绘制，制版，器件采购，安装，焊接，硬件调试，软件模块编写，软件模块测试，系统整体测试等整个开发调试过程。
曼彻斯特码编解码的FPGA设计与实现
武汉理工大学 本科生毕业设计（论文）开题报告
目录 摘要 .......................................................................................................................................................... I ABSTRACT ............................................................................................................................................. II 1 绪论 (1) 1.1 背景及目的意义 (1) 1.2 国内外研究现状 (1) 1.2.1 在电信业的应用 (1) 1.2.2 在工业控制中的应用 (2) 1.2.3 在车辆总线中的应用 (2) 1.2.4 在石油勘测探井中的应用 (2) 1.3 项目研究内容及组织结构 (2) 2. 开发工具及仿真软件 (4) 2.1 FPGA原理 (4) 2.2 QuartusⅡ (5) 2.2.1 QuartusⅡ系统的特点 (5) 2.2.2 Quartus II下的FPGA设计 (6) 2.2.3 QuartusⅡ的仿真 (8) 2.3 Modelsim (8) 3 曼彻斯特码 (10) 3.1 数字通信中位同步与线路编码 (10) 3.2 曼彻斯特码及几种相关的二元码码型介绍 (11) 3.2.1 曼彻斯特码 (11) 3.2.2 单极性非归零波形 (12) 3.2.3 密勒码――曼彻斯特码的一种变形码 (12) 3.3 曼彻斯特码及几种常见二元码的包含定时信息的讨论 (12) 3.4曼彻斯特码的优点 (18) 3.5曼彻斯特码的应用范围 (19) 3.5.1在LAN中的应用 (19) 3.5.2在测井系统中的应用 (19) 3.6 曼彻斯特编码规则 (20) 4 系统方案设计 (23) 4.1 编码电路的设计 (23) 4.1.1 并串转换器的设计 (24) 4.1.2 NRZ码转换为曼彻斯特码 (25) 4.2 解码电路的设计 (26) 4.2.1 总体设计 (26) 4.2.2 各模块设计 (27) 5系统功能的实现 (30) 5.1 Verilog HDL语言简介 (30)
单片机课后习题答案(《单片机应用技术》C语言版)
MCS-51在通常应用情况下，使用振荡频率为的6MHz或12MHz的晶振，如果系统中使用了单片机的串行口通信，则一般采用振荡频率为11.059MHz的晶振。 1.11 答： 规定一个机器周期的宽度为12个振荡脉冲周期，因此机器周期就是振荡脉冲的十二分频。 当振荡脉冲频率为12 MHz时, 一个机器周期为1μs；当振荡脉冲频率为6 MHz时，一个机器周期为2 μs。 1.12 答： （a）上电复位电路（b）按键复位电路 单片机常见的复位电路 图（a）为上电复位电路，它是利用电容充电来实现的。在接电瞬间，RST 端的电位与VCC相同，随着充电电流的减少，RST的电位逐渐下降。只要保证RST为高电平的时间大于两个机器周期，便能正常复位。 图（b）为按键复位电路。该电路除具有上电复位功能外，若要复位，只需按图（b）中的RESET键，此时电源VCC经电阻R1、R2分压，在RST端产生一个复位高电平。 习题2答案 2.1 单项选择题 （1）C （2）A （3）B （4）A （5）D 2.2 答： 单片机开发过程所用的设备与软件称为单片机开发系统或开发工具。 单片机开发系统包括计算机、单片机在线仿真器、开发工具软件、编程器等。连接方法如下图所示。 单片机开发系统连接方法示意图 2.3 答：单片机应用系统的开发过程如下： 设计电路图→制作电路板→程序设计→硬软件联调→程序下载→产品测试2.4 答： 1.在线仿真功能 在线仿真器（In Circuit Emulator，简称ICE）是由一系列硬件构成的设备，它能仿真用户系统中的单片机，并能模拟用户系统的ROM、RAM和I/O口。因此，在线仿真状态下，用户系统的运行环境和脱机运行的环境完全“逼真”。 2.调试功能 1）运行控制功能 开发系统应能使用户有效地控制目标程序的运行，以便检查程序运行的结果，对存在的硬件故障和软件错误进行定位。 2）单片机状态查看修改功能
单片机C语言编程实例
单片机C语言编程实例 前言 INTEL公司的MCS-51单片机是目前在我国应用得最广泛的单片机之一.随着 单片机应用技术的不断发展,许多公司纷纷以51单片机为内核,开发出与其兼容的 多种芯片,从而扩充和扩展了其品种和应用领域。 C语言已成为当前举世公认的高效简洁而又贴近硬件的编程语言之—。将C语言向单片机上的移植，始于20世纪80年代的中后期。经过十几年的努力，C语言终于成为专业化单片机上的实用高级语言。用C语言编写的8051单片机的软件，可以大大缩短开发周期，且明显地增加软件的可读性，便于改进和扩充，从而研制出规模更大、性能更完善的系统。因此，不管是对于新进入这一领域的开发者来说，还是对于有多年单片机开发经验的人来说，学习单片机的C语言编程技术都是十分必要的。. C语言是具有结构化.模块化编译的通用计算机语言,是国际上应用最广.最多的计算语言之一。C51是在通用C语言的基础上开发出的专门用于51系列单片机编程的C语言.与汇编语言相比,C51在功能上.结构上以及可读性.可移植性.可维护性等方面都有非常明显的优势。目前 最先进、功能最强大、国内用户最多的C51编译器是Keil Soft ware公司推出的KeilC51。第 一章单片机C语言入门 1.1建立您的第一个C项目 使用C语言肯定要使用到C编译器，以便把写好的C程序编译为机器码， 这样单片机才能执行编写好的程序。KEIL uVISION2是众多单片机应用开发软 件中优秀的软件之一，它支持众多不同公司的MCS51架构的芯片，它集编辑， 编译，仿真等于一体，同时还支持PLM、汇编和C语言的程序设计，它的界面 和常用的微软VC++的界面相似，界面友好，易学易用，在调试程序，软件仿真 方面也有很强大的功能。因此很多开发51应用的工程师或普通的单片机爱好者，都对它十分喜欢。 以上简单介绍了KEIL51软件，要使用KEIL51软件，必需先要安装它。KEIL51是一个商业的软件，对于我们这些普通爱好者可以到KEIL中国代理周 立功公司的网站上下载一份能编译2K的DEMO版软件，基本可以满足一般的个
单片机应用技术课后习题参考答案
1 习题1答案 1.2 填空题 （1）单片级应用系统是由硬件系统、软件系统组成的 （2）除了单片机和电源外，单片机最小系统包括时钟电路、复位电路 （3）除了电源和电线引脚外，XTAL1、XTAL2、RST、EA引脚信号必须连接相应电 路 （4）51系列单片机的存储器主要有4个物理存储空间，即片内数据存储器、片内程序存储器、片外数据存储器、片外程序存储器 （5）51系列单片机的XTAL1和XTAL2引脚是时钟电路 （6）51系列单片机的应用程序一般存放在程序存储器 （7）片内RAM低128单元，按其用途划分为工作寄存器组、位寻址区、用户RAM区（8）但振荡脉冲频率为12MHz时，一个机器周期为1us，当振荡脉冲频率为6MHz时，一个机器周期为2us （9）51系列单片机的复位电路有两种，即上电复位电路、按键复位电路 （10）输入单片机的复位信号需延续2个机器周期以上的高电平即为有效。 1.3 （4）什么是机器周期？机器周期和晶振频率有何关系？当晶振频率为6MHz时，机器周期是多少？ 答： 规定一个机器周期的宽度为12个振荡脉冲周期，因此机器周期就是振荡脉冲的十二分频。 当振荡脉冲频率为6 MHz时，一个机器周期为2 μs。 （5）51系列单片机常用的复位方法有哪几种？画电路图并说明其工作原理。 答： （a）上电复位电路（b）按键复位电路 单片机常见的复位电路 图（a）为上电复位电路，它是利用电容充电来实现的。在接电瞬间，RST端的电位
与VCC相同，随着充电电流的减少，RST的电位逐渐下降。只要保证RST为高电平的时间大于两个机器周期，便能正常复位。 图（b）为按键复位电路。该电路除具有上电复位功能外，若要复位，只需按图（b）中的RESET键，此时电源VCC经电阻R1、R2分压，在RST端产生一个复位高电平。 习题3 答案 3.2 填空题 （2）用C51编程访问51单片机的并行I/O口是，可以按字节，寻址操作，还可以按位操作（4）C51中定义一个可位寻址变量FLAG访问P3口的P3.1引脚的方法是s bit FLAG=P3^1; （10）下面的while循环执行了无限次空语句。 i=3； While（i！=0）； （15）在以下的数组定义中，关键字“code”是为了把tab数组存储在程序存储器ROM中 Unsigned char code b[]=｛｝； 3.3 上机操作题 （1） //xiti3_3_1.c——第三章习题3.3上机操作题（1） #include
基于AVR单片机的曼彻斯特编解码及其应用_王建国
—258 — 基于A VR 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A VR 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；无线通信；A VR 单片机 Manchester Code/decode Based on A VR and Its Application WANG Jianguo, SUN Jinghua, CAO Bingxia (Engineering College, Ocean University of China, Qingdao 266071) 【Abstract 】The paper introduces a hi-efficient coding/decoding method to apply A VR MCU to code/decode Manchester at 10kbps successfully,principle and communication protocol in wireless communicating systems of low power. It provides in detail a technique about how to identify initial flag, synchronization code and data. 【Key words 】Manchester code/decode; Wireless communication; A VR 计 算 机 工 程Computer Engineering 第32卷 第20期 Vol.32 № 20 2006年10月 October 2006 ·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 随着无线通信芯片技术的发展，越来越多的便携式或电池供电的无线传输设备进入人们日常生活中。例如，遥控车门开关(RKE)系统、汽车轮胎压力监视系统(TPMS)、无线内窥镜系统、蓝牙技术等。这种小功率无线传输系统的关键技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靠的传输。 曼彻斯特码由于其特殊的性能，被广泛应用于小功率无线传输系统中。曼彻斯特编码是串行数据传输的一种重要的编码方式。曼彻斯特编码最大的优点是：数据和同步时钟统一编码，曼码中含有丰富的时钟信号，直流分量基本为零，接收器能够较容易恢复同步时钟，并同步解调出数据，具有很好的抗干扰性能，这使它更适合于信道传输。 传统的曼彻斯特码的编解码一般采用专用芯片电路实现，数据的串/并转换和信号的合成都通过硬件电路实现，导致电路复杂，系统成本提高。考虑到目前微处理器功能不断提高，在不影响系统微处理器完成其它处理任务的情况下，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，并选用高速AVR 单片机及软件编程实现了曼彻斯特码的编解码。 1 小功率无线传输系统工作原理 小功率无线传输系统一般由射频发射机和接收监视器两部分组成。射频发射机采集和发射信息；接收监视器接收信息，并根据接收到的信息执行相应的操作。 1.1 射频发射机模块 射频发射机一般采用电池供电，以遥控车门开关 (RKE)系统为例，电池需要连续工作3～5年，低功耗设计是电路设计的关键。在此射频发射机主控MCU 选用Atmel 公司的高性能、低功耗微控制器ATmega48V 。该芯片工作电压最低可达1.8V ，具有5种省电休眠模式，适合低功耗应用场合。根据处理器工作状态的不同进入相应的休眠模式。在掉电模式下耗电小于1μA ，极大地降低了功耗。 射频发射机的系统框图如图1所示。MCU 首先对数据进行曼彻斯特码编码，然后把数据送到射频发射芯片发射。 1.2 射频接收监视器模块 接收监视器的主控MCU 采用Atmel 公司的高性能、高速RISC 微控制器ATmega169。该芯片内嵌了4*25段的LCD 驱动器，通过它可以在LCD 上显示一些用户关心的状态信息，如轮胎气压信息等。ATmega169单片机的T/C1具有一个捕捉单元，可用来捕捉外部事件，并为其赋予时间标记以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ICP1(输入捕捉引脚)输入，也可通过模拟比较器单元实现。 本设计采用T/C1的输入捕捉单元接收数据， 即曼彻斯特码数据从引脚ICP1输入。这种数据接收处理方法要求MCU 对外部输入事件具有足够的处理能力，微控制器ATmega169工作在16MHz 时性能高达16MIPS 。实验证明，当数据波特率为10kHz 时，系统能够正确接收数据。 接收监视器的系统框图如图2所示。射频信号经接收芯片解调，输出的曼码数据经过引脚ICP1输入到MCU ，MCU 利用单片机的T/C1的引脚捕捉功能虽然能够实现曼码数据电平时间精确测量，但存在一个明显的不足，就是对干作者简介：王建国(1954－)，男，教授，主研方向：智能仪器仪表 与计算机控制技术；孙敬华、曹丙霞，硕士生 收稿日期：2005-11-08 E-mail ：sunjinghua-2001@https://www.360docs.net/doc/1e8040185.html,
单片机及其应用的文献综述
单片机及其应用的文献综述 摘要：单片机由于其特点和突出的性能被广泛应用于各个领域，随着社会的发展和技术的进步，各种新型单片机层出不穷，片内集成的功能模块越来越多，整体性能也越来越强大。本文主要介绍了单片机的种类、特点、主要的生产厂家和应用领域等，概述介绍了单片机应用技术的进展和动向。 关键词:单片机；分类；应用；发展 引言 单片微型计算机（Single Chip Microcomputer），又称微控制器（Micro controller Unit）或嵌入式控制器（Embedded Controller）。通常是将组成计算机的基本部件微型化并集成到一块芯片上而形成的微型计算机，其片内常含有CPU、ROM、RAM、并行I/O、串行I/O、定时器/计数器、中断控制、系统时钟及系统总线等。据统计，目前全世界单片机（嵌入式处理器）的品种总量已经超过1000多种，流行体系结构约30个系列，其中8051 体系仍占有半壁江山。 1.分类 依据分类方法的不同，单片机可以分为不同的类型。根据数据总线的宽度分类，可分为4位、8位、16位、32位机等，如下表1所示： 表1 根据位宽分类 分类名称简介应用场所 4位单片机功能单一性能较低。如OKI公司的 MSM64164C、MSM64481，NEC 公司的75006X 系列，EPSON公司的SMC62系列等。 输入装置(鼠标、游戏杆)、电池充电器、 带液晶显示的音、视频产品控制器、家 用电器的控制及遥控器、玩具控制、记 时器、时钟、表、计算器、多功能电话、 LCD 游戏机。 8位单片机功能强大，品种最为丰富、应用最为广泛。 MCS-51 系列及其兼容机型：ATMEL、PHILIPS、 WINBOND 是MCS-51 单片机生产的老牌厂 家，ST 新推出的μPSD 系列等； MOTOROLA68HC05/08 系列、MICROCHIP 的 PIC 单片机以及ATMEL 的AVR 单片机。 自动化装置、智能仪器仪表、过程控制、 通信、家用电器 16位单片机十六位单片机操作速度及数据吞吐能力在性 能上比8 位机有较大提高。 主要应用于工业控制、智能仪器仪表、 便携式设备等场合。 32位单片机高性能和低功耗。以更低的时钟频率、非常低 的功耗，达到很强的运算处理能力。 DVD、VCD、数码相机(DSC)、数字式电 视机DTV、导航系统、便携式信息终端、 空调机、洗衣机、电冰箱、打印机等 根据程序存储方式的不同分类，单片机可分为MASKROM类、EPROM类、OTPROM类（一次可编程）、ROM less类、Flash ROM（MTPROM）类五种，如下表2所示： 表2 根据程序存储方式分类 分类名称特点 MASKROM 类程序在芯片封装过程中用掩膜工艺制作到ROM区中，如80C51，适合于大批量生产 EPROM 类紫外线可擦写存储器类，如87C51（价格较贵） ROMless类无ROM存储器，如80C31，电路扩展复杂，现在较少用 OTPROM类可一次性写入程序 Flash ROM 可多次编程写入存储器，如芯片89C51、89S51 等，其成本低，开发调试方便，可
《单片机应用技术》课程标准
电子技术应用专业 《单片机应用技术》课程标准 增加附录:51或52单片机说明书,编程软件烧程序软件使用说明,增加实验中使用的各种器件说明 修改任务内容:去掉任务ISP下载线制作 增加点阵及液晶显示 一、概述 (一)课程性质 单片机技术是现代电子工程领域一门飞速发展的技术，其在教学及产业界的技术推广仍然是当今科学技术发展的热点。学习单片机并掌握其应用已经成为电子类学生必须具备的技能，也是现代工科学生就业的一个基本条件。 《单片机应用技术》是电子技术应用专业的一门职业技术课。它以模拟电子技术、数字电子技术、C语言等课程为基础。后续课程如电子产品装调技术、电子产品检测技术及相关实训课程，一般都要应用到单片机系统的应用。它可以充分体现学生利用自己所掌握的知识解决实际工程问题的能力。单片机知识在电子类专业整个课程体系中处于承上启下的核心地位。 通过本课程的学习，使学生掌握单片机技术及其在工业控制、经济建设和日常生活中的应用，培养学生实践能力、创新能力，为将来从事相关产品的检测和维护等工作奠定坚实的基础，为学生将来在电子类专
业领域进一步发展打下良好基础。 (二)课程基本理念 本课程的设计突破了学科体系模式，打破了原来各学科体系的框架，将各学科的内容按“项目”进行整合。本课程的“项目”以职业实践活动为主线，因而，它是跨学科的，且理论与实践一体化。强调学生个人适应劳动力市场变化的需要。因而，本课程的设计兼顾了企业和个人两者的需求，着眼于人的全面发展，以培养全面素质为基础，以提高综合职业能力为核心。 本课程包含了单片机应用技术的五个项目，每个项目均由若干个具体的典型工作任务组成，每个任务均将相关知识和实践（含实验）过程有机结合，力求体现“做中学”、“学中做”的教学理念；本课程内容的选择上降低理论重心，突出实际应用，注重培养学生的应用能力和解决问题的实际工作能力。 (三)课程设计思路 本课程标准注重培养分析问题、解决问题的能力，强化学生动手实践能力，遵循学生认知规律，紧密结合应用电子专业的发展需要，为将来从事应用电子产品的设计、检测奠定坚实的基础。将本课程的教学活动分解设计成若干项目或工作情景，以项目为单位组织教学，并以典型设备为载体，通过具体案例，按单片机项目实施的顺序逐步展开，让学员在掌握技能的同时，引出相关专业理论知识，使学生在技能训练过程中加深对专业知识、技能的理解和应用，培养学生的综合职业能力，满足学生职业生涯发展的需要。 二、课程目标 1、总目标 本课程先修要求：学生已学习《模拟电子技术》、《数字电子技术》等相关专业基础理论课程，有一定的电路识图、分析能力后进行本专业能力实训。通过实训学生应达到： （一）应使学生熟悉单片机的原理与结构，通过试验实训的训练和一些简易单片机项目制作，掌握单片机控制的基本原理、接口技术，掌
曼彻斯特解码原则+125K EM4100系列RFID卡解码源程序分析
曼彻斯特解码原则+125K EM4100系列RFID卡解码源程序分析 曼彻斯特解码原则 1.曼彻斯特编码 曼彻斯特编码（Manchester Encoding），也叫做相位编码(PE)，是一个同步时钟编码技术，被物理层使用来编码一个同步位流的时钟和数据。曼彻斯特编码被用在以太网媒介系统中。曼彻斯特编码提供一个简单的方式给编码简单的二进制序列而没有长的周期没有转换级别，因而防止时钟同步的丢失，或来自低频率位移在贫乏补偿的模拟链接位错误。在这个技术下，实际上的二进制数据被传输通过这个电缆，不是作为一个序列的逻辑1或0来发送的（技术上叫做反向不归零制(NRZ)）。相反地，这些位被转换为一个稍微不同的格式，它通过使用直接的二进制编码有很多的优点。 曼彻斯特编码，常用于局域网传输。在曼彻斯特编码中，每一位的中间有一跳变，位中间的跳变既作时钟信号，又作数据信号；从高到低跳变表示"1"，从低到高跳变表示"0"。还有一种是差分曼彻斯特编码，每位中间的跳变仅提供时钟定时，而用每位开始时有无跳变表示"0"或"1"，有跳变为"0"，无跳变为"1"。 对于以上电平跳变观点有歧义：关于曼彻斯特编码电平跳变，在雷振甲编写的＜＜网络工程师教程＞＞中对曼彻斯特编码的解释为：从低电平到高电平的转换表示1，从高电平到低电平的转换表示0，模拟卷中的答案也是如此，张友生写的考点分析中也是这样讲的，而《计算机网络（第4版）》中（P232页）则解释为高电平到低电平的转换为1，低电平到高电平的转换为0。清华大学的《计算机通信与网络教程》《计算机网络（第4版）》采用如下方式：曼彻斯特编码从高到低的跳变是0 从低到高的跳变是1。 两种曼彻斯特编码是将时钟和数据包含在数据流中，在传输代码信息的同时，也将时钟同步信号一起传输到对方，每位编码中有一跳变，不存在直流分量，因此具有自同步能力和良好的抗干扰性能。但每一个码元都被调成两个电平，所以数据传输速率只有调制速率的1/2。 就是说主要用在数据同步传输的一种编码方式。 【在曼彻斯特编码中，用电压跳变的相位不同来区分1和0，即用正的电压跳变表示0，用负的电压跳变表示1。因此，这种编码也称为相应编码。由于跳变都发生在每一个码元的中间，接收端可以方便地利用它作为位同步时钟，因此，这种编码也称为自同步编码。】 2. 曼彻斯特编码（Manchester Encoding），也叫做相位编码(PE)；常用于局域网传输。在曼
单片机原理及应用习题答案
思考与练习题1 1.1单项选择题 （1）单片机又称为单片微计算机，最初的英文缩写是（ D ） A.MCP B.CPU C.DPJ D.SCM （2）Intel公司的MCS-51系列单片机是（ C ）的单片机。 A.1位 B.4位 C.8位 D.16位 （3）单片机的特点里没有包括在内的是（ C ） A.集成度高 B.功耗低 C.密封性强 D.性价比高 （4）单片机的发展趋势中没有包括的是（ B ） A.高性能 B.高价格 C.低功耗 D.高性价比 （5）十进制数56的二进制数是（ A ） A.00111000B B.01011100B C.11000111B D.01010000B （6）十六进制数93的二进制数是（ A ） A.10010011B B.00100011B C.11000011B D.01110011B （7）二进制数11000011的十六进制数是（ B ） A. B3H B.C3H C.D3H D.E3H （8）二进制数11001011的十进制无符号数是（ B ） A. 213 B.203 C.223 D.233 （9）二进制数11001011的十进制有符号数是（ B ） A. 73 B.-75 C.-93 D.75 （10）十进制数29的8421BCD压缩码是（ A ） A.00101001B B.10101001B C.11100001B D.10011100B （11）十进制数-36在8位微机中的反码和补码是（ D ） A.00100100B、11011100B B.00100100B、11011011B C.10100100B、11011011B D.11011011B、11011100B （12）十进制数+27在8位微机中的反码和补码分别是（ C ） A.00011011B、11100100B B.11100100B、11100101B C.00011011B、00011011B D.00011011B、11100101B （13）字符9的ASCII码是（ D ） A.0011001B B.0101001B C.1001001B D.0111001B （14）ASCII码1111111B的对应字符是（ C ） A. SPACE B.P C.DEL D.{ （15）或逻辑的表达式是（ B ） A.A?B=F B. A+B=F C. A⊕B=F D.(A?B)=F （16）异或逻辑的表达式是（ C ） A.A?B=F B. A+B=F C. A⊕B=F D.(A?B)=F （17）二进制数10101010B与00000000B的“与”、“或”和“异或”结果是（ B ） A.10101010B、10101010B、00000000B B.00000000B、10101010B、10101010B C.00000000B、10101010B、00000000B D.10101010B、00000000B、10101010B （18）二进制数11101110B与01110111B的“与”、“或”和“异或”结果是（ D ） A.01100110B、10011001B、11111111B B.11111111B、10011001B、01100110B C.01100110B、01110111B、10011001B D.01100110B、11111111B、10011001B （19）下列集成门电路中具有与门功能的是（ D ） A.74LS32 B.74LS06 C.74LS10 D.74LS08