用單片機制作多功能莫爾斯碼電路

用單片機制作多功能莫爾斯碼電路:用單片機制作多功能莫爾斯碼電路
莫爾斯電碼通信有著悠久的歷史，盡管它已被現(xiàn)代通信方式所取代，但在業(yè)余無線電通信和特殊的專業(yè)場合仍具有重要的地位，這是因為等幅電碼通信的抗干擾能力是其它任何一種通信方式都無法相比的。在短波波段用幾瓦的功率即可進行國際間的通信，收發(fā)射設(shè)備簡單易制成本低廉，所以深受業(yè)余無線電愛好者的喜愛，是業(yè)余無線電高手必備的技能。要想熟練掌握莫爾斯電碼的收發(fā)技術(shù)除了持之以恒的毅力外，還需要相關(guān)的設(shè)備。設(shè)計本電路的目的就是給愛好者提供一個實用和訓(xùn)練的工具。
? 一、功能簡介
??? 本電路可以配合自動鍵體和手動鍵體，產(chǎn)生莫爾斯碼控制信號，設(shè)有16種速度，從初學(xué)者到操作高手都能適用。監(jiān)聽音調(diào)也有16種,均可以通過功能鍵進行選擇。可以按程序中設(shè)定好的呼號自動呼叫，設(shè)有聽抄練習(xí)功能，聽抄練習(xí)有短碼和混合碼兩種模式，分別對10個數(shù)字和常用的38個混合碼模擬隨機取樣，產(chǎn)生分組報碼，供愛好者提高抄收水平之用，速度低4檔的聽抄練習(xí)是專為初學(xué)者所設(shè)，內(nèi)容是時間間隔較長的單字符。設(shè)有PTT開關(guān)鍵，可以決定是否控制發(fā)射機工作，不需要反復(fù)通斷控制線。無論當(dāng)前處于呼叫狀態(tài)還是聽抄狀態(tài)只要電鍵接點接通則自動轉(zhuǎn)到人工發(fā)報程序。4分鐘內(nèi)不使用電路將自動關(guān)閉電源，只有按復(fù)位鍵才能重新開始工作。先按住聽抄練習(xí)鍵復(fù)位則進入短碼練習(xí)狀態(tài)，其它功能不變。從開機到自動關(guān)機執(zhí)行每個功能都有不同的莫爾斯碼提示音。本電路具有較強的抗高低頻干擾的能力和使用方便的大電流開關(guān)接口，以適應(yīng)不同的發(fā)射設(shè)備。
??? 二、硬件電路原理
硬件電路如圖1所示。設(shè)計電路的目的在于方便實用，以免在緊張的操作中失誤，所以除了聽抄練習(xí)鍵外其它鍵沒有定義復(fù)用功能。各鍵的作用在圖中已經(jīng)標(biāo)出。PTT控制在每次復(fù)位時處于關(guān)閉狀態(tài),每按動一次PTT功能鍵則改變一次狀態(tài)，這樣可以使用軟件開關(guān)控制發(fā)射。 PTT處于控制狀態(tài)時發(fā)光二極管隨控制信號閃亮。考慮到自制設(shè)備及淘汰軍用設(shè)備與高檔設(shè)備控制電流的不同，PTT開關(guān)管采用了2SC2073，可以承受500mA的電流，同時還增加了無極性PTT開關(guān)電路，無論外部被控制的端口直流極性如何加到VT3的極性始終不變，供有興趣的愛好者實驗。應(yīng)該注意，如果被控制的負載是感性，則電感兩端必須并聯(lián)續(xù)流二極管，除自制設(shè)備外成品機在這方面一般沒有什么問題。
手動鍵只有一個接點，接通后產(chǎn)生連續(xù)的音頻和發(fā)射控制信號。在本電路中手動鍵的輸入端是P1.5 ，程序不斷檢測P1.5電平，當(dāng)按鍵按下時P1.5電平為0，程序轉(zhuǎn)入手動鍵子程序。 自動鍵的接點分別接到P1.3和P1.4 ，同樣當(dāng)程序檢測到有接點閉合時便自動產(chǎn)生“點”或“劃”。音頻信號從P輸出，經(jīng)VT1放大后推動揚聲器發(fā)音。
單片機的I/O口在輸入狀態(tài)下阻抗較高，容易受到高低頻信號干擾，所以在每個輸入端口和三極管的be端并聯(lián)電阻和高頻旁路電容，確保在較長的電鍵連線和大功率發(fā)射時電路工作穩(wěn)定。
圖2是印刷電路版圖，尺寸為110mmX85mm，揚聲器用粘合劑直接粘接在電路版有銅箔的面。
??? 三、軟件設(shè)計方法
? “點”時間長度是莫爾斯電碼中的基本時間單位。按規(guī)定“劃”的時間長度不小于三個“點”，同字符中“點”與“劃”的間隔不小于一個“點”，字符之間不小于一個“劃”，詞與詞之間不應(yīng)小于五個“點”。在本程序中用條件轉(zhuǎn)移指令來產(chǎn)生“點”時間長度。通過速度功能鍵功可以設(shè)置16種延時參數(shù)。用T0中斷產(chǎn)生監(jiān)聽音頻信號，并將中斷設(shè)為優(yōu)先級，保證在聽覺上純正悅耳。T1用于自動關(guān)機計時，如果不使用任何功能四分鐘后將向PCON 位寫1，單片機進入休眠狀態(tài),此時耗電量僅有幾個微安。自動鍵的“點”或“劃”以及手動鍵的連續(xù)發(fā)音都是子程序的反復(fù)調(diào)用。P1.2對地短接時自動呼叫可設(shè)定為另一內(nèi)容。
為了便于熟悉匯編語言的讀者對發(fā)音內(nèi)容進行修改，這里介紹發(fā)音字符的編碼方法。莫爾斯碼的信息與計算機中二進制恰好相同，我們可以用0表示“點”，用1表示“劃”。提示音、自動呼叫、聽抄內(nèi)容等字符是預(yù)先按一定編碼方式存儲在程序中的常數(shù)。每個字符的莫爾斯碼一般是由1至6位“點”、“劃”組成，也就是發(fā)音次數(shù)最多6次。程序中每個字符占用1個字節(jié)，字符時間間隔不占用字節(jié)，但更長的延時或發(fā)音結(jié)束信息占用一個字節(jié)。我們用字節(jié)的低三位表示字節(jié)的性質(zhì)，對于5次及5次以下發(fā)音的字符我們用存儲器的高5位存儲發(fā)音信息，發(fā)音順序由高位至低位，用低3位存儲發(fā)音次數(shù)，發(fā)音時將數(shù)據(jù)送入累加器A，先得到發(fā)音次數(shù)，然后使A左環(huán)移，對E0進行位尋址，判斷是發(fā)“點”還是“劃”，環(huán)移次數(shù)由發(fā)音次數(shù)決定。對于6次發(fā)音的字符不能完全按照上述編碼規(guī)則，否則會出現(xiàn)信息重疊，如果是6次發(fā)音且最后一次是“劃”我們把發(fā)音次數(shù)定義為111B，因為這時第6次位尋址得到的是1。如果第6次發(fā)音是“點”，那么這個字符的低三位定義為000B。字符間隔時間由程序自動產(chǎn)生，更長的時間隔或結(jié)束標(biāo)志由字節(jié)低三位110B來定義，高半字節(jié)表示字符間隔的倍數(shù)，例如26H表示再加兩倍時間間隔。如果字節(jié)為06H則表示讀字符程序結(jié)束，返回主程序。
更詳細的內(nèi)容不再贅述，讀者可閱讀源程序。
四、使用注意事項
手動鍵的操作難度相對大一些，時間節(jié)拍全由人掌握，其特點是發(fā)出的電碼帶有“人情味”。自動鍵的“點”、“劃”靠電路產(chǎn)生，發(fā)音標(biāo)準(zhǔn)，容易操作，而且可以達到相當(dāng)快的速度，長時間工作也不易疲勞。在干擾較大、信號微弱的條件下自動鍵碼的辨別程度好于手動鍵碼。初學(xué)者初次使用手動鍵練習(xí)發(fā)報要有老師指導(dǎo)，且不可我行我素，一旦養(yǎng)成不正確的手法則很難糾正。在電臺上時常聽到一些讓對方難以抄收的電碼，這可能會使對方反感而拒絕回答。使用自動鍵也應(yīng)在一定的聽抄基礎(chǔ)上再去練習(xí)。在暫時找不老師的情況下可多練習(xí)聽力，這對于今后能夠發(fā)出標(biāo)準(zhǔn)正確的電碼非常有益。