自適應(yīng)LED摩爾斯電碼解碼器和定時(shí)器中斷

描述

教學(xué)摩爾斯電碼

摩爾斯電碼很容易理解（雖然很難記?。?。剛完成她/他的第一個(gè) Arduino Blink 項(xiàng)目的人可以使用 LED 輕松編寫摩爾斯電碼。

當(dāng)其他 Arduino 理解您在代碼中編寫的一系列閃爍中傳遞的消息時(shí)，這是一種神奇的體驗(yàn)。

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摩爾斯電碼單位

摩爾斯電碼有點(diǎn)（1 個(gè)單位）、破折號(hào)（3 個(gè)單位）、元素間間隙（1 個(gè)單位）、字母間隙（3 個(gè)單位）和空格（7 個(gè)單位）。

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例如，A可以理解為點(diǎn)、元素間間隙、破折號(hào)和字母間隙。假設(shè) 100 毫秒作為摩爾斯電碼的單位，這就是如何在循環(huán)中發(fā)送摩爾斯電碼中的“A”：

void setup() {
    pinMode(13, OUTPUT);
}
void loop() {
    // dot
    digitalWrite(13, HIGH);
    delay(100);
    // inter-element gap
    digitalWrite(13, LOW);
    delay(100);
    // dash
    digitalWrite(13, HIGH);
    delay(300);
    // letter gap
    digitalWrite(13, LOW);
    delay(300);
}

解碼器組件

對(duì)于解碼器，您需要一個(gè)光敏電阻（LDR）和一個(gè) 1K 歐姆電阻來制作分壓器。模擬輸入 A0 用于讀取電壓電平。

這里使用了光敏電阻，因?yàn)樗鼙阋瞬⑶以诖蠖鄶?shù) Arduino 學(xué)習(xí)套件中都有。

作為摩爾斯電碼傳感器的光敏電阻

光敏電阻器設(shè)計(jì)用于讀取環(huán)境光水平，使用它來讀取 LED 光水平意味著它會(huì)受到其他環(huán)境光水平的影響，并且讀數(shù)會(huì)有很大差異。

我已經(jīng)構(gòu)建了一個(gè)解碼器代碼，可以使用自適應(yīng)邏輯動(dòng)態(tài)調(diào)整其光照水平。該代碼旨在讀取一段時(shí)間內(nèi)光讀數(shù)的最大/最小值，并且它會(huì)每隔一段時(shí)間動(dòng)態(tài)調(diào)整截止值。

我將其稱為自適應(yīng)邏輯級(jí)處理器。可以從源碼中找到對(duì)應(yīng)的類。

雖然此代碼已盡最大努力進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，但當(dāng)光級(jí)差太低時(shí)，它并不能解決所有情況。因此，在進(jìn)行此實(shí)驗(yàn)時(shí)，請(qǐng)確保將 LED 靠近光敏電阻。

定時(shí)器中斷讀取傳感器

只要您的循環(huán)沒有做太多其他工作，就可以在循環(huán)中讀取傳感器值。我選擇使用定時(shí)器中斷以每 1 毫秒的間隔可靠地讀取傳感器，而不管循環(huán)中完成了多少工作。

這需要一個(gè)緩沖區(qū)來存儲(chǔ)信號(hào)，以便循環(huán)可以在準(zhǔn)備就緒時(shí)使用信號(hào)。

解碼器程序中的類

我決定為解碼器編寫類。這允許更有組織的代碼，同時(shí)由于一些樣板代碼而增加了代碼的長度。我通常不是 C++ 編碼員，所以請(qǐng)?jiān)徫也蛔裱幋a標(biāo)準(zhǔn)的任何錯(cuò)誤。

有四個(gè)類：

• AdaptiveLogicLevelProcessor 負(fù)責(zé)動(dòng)態(tài)調(diào)整邏輯電平

• MorseCodeElementProcessor 負(fù)責(zé)檢測單個(gè)摩爾斯電碼信號(hào)。

• MorseCodeProcessor 負(fù)責(zé)解碼莫爾斯碼

• MorseCodeBuffer 負(fù)責(zé)緩沖摩爾斯電碼，以便中斷例程可以共享代碼循環(huán)。

摩爾斯電碼樹

摩爾斯電碼解碼在概念上只是導(dǎo)航二叉樹。例如，從 [Start] 開始，點(diǎn)將轉(zhuǎn)到 [E]。dash 會(huì)轉(zhuǎn)到 [A]。并且有 3 個(gè)單位的間隙將完成解碼，因此它將返回 [A]。

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解碼器使用這個(gè)編碼為數(shù)組的二叉樹，并根據(jù)傳入信號(hào)導(dǎo)航這棵樹。

有關(guān)摩爾斯電碼的更多信息，請(qǐng)參閱https://en.wikipedia.org/wiki/Morse_code 。

測試時(shí)

由于光電傳感器對(duì)環(huán)境光敏感，請(qǐng)確保將光電傳感器和 LED 靠近并相互對(duì)準(zhǔn)。或者，您可以將它們一起蓋在紙杯中，以減少環(huán)境光的影響。

給解碼器一些時(shí)間來調(diào)整亮度級(jí)別以開始輸出。

如果您想更快地發(fā)送代碼，可以將 UNIT_LENGTH 更改為更小的值。