自适应LED摩尔斯电码解码器和定时器中断

描述

教学摩尔斯电码

摩尔斯电码很容易理解（虽然很难记住）。刚完成她/他的第一个 Arduino Blink 项目的人可以使用 LED 轻松编写摩尔斯电码。

当其他 Arduino 理解您在代码中编写的一系列闪烁中传递的消息时，这是一种神奇的体验。

摩尔斯电码单位

摩尔斯电码有点（1 个单位）、破折号（3 个单位）、元素间间隙（1 个单位）、字母间隙（3 个单位）和空格（7 个单位）。

 

 

例如，A可以理解为点、元素间间隙、破折号和字母间隙。假设 100 毫秒作为摩尔斯电码的单位，这就是如何在循环中发送摩尔斯电码中的“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);
}

解码器组件

对于解码器，您需要一个光敏电阻（LDR）和一个 1K 欧姆电阻来制作分压器。模拟输入 A0 用于读取电压电平。

这里使用了光敏电阻，因为它很便宜并且在大多数 Arduino 学习套件中都有。

作为摩尔斯电码传感器的光敏电阻

光敏电阻器设计用于读取环境光水平，使用它来读取 LED 光水平意味着它会受到其他环境光水平的影响，并且读数会有很大差异。

我已经构建了一个解码器代码，可以使用自适应逻辑动态调整其光照水平。该代码旨在读取一段时间内光读数的最大/最小值，并且它会每隔一段时间动态调整截止值。

我将其称为自适应逻辑级处理器。可以从源码中找到对应的类。

虽然此代码已尽最大努力进行动态调整，但当光级差太低时，它并不能解决所有情况。因此，在进行此实验时，请确保将 LED 靠近光敏电阻。

定时器中断读取传感器

只要您的循环没有做太多其他工作，就可以在循环中读取传感器值。我选择使用定时器中断以每 1 毫秒的间隔可靠地读取传感器，而不管循环中完成了多少工作。

这需要一个缓冲区来存储信号，以便循环可以在准备就绪时使用信号。

解码器程序中的类

我决定为解码器编写类。这允许更有组织的代码，同时由于一些样板代码而增加了代码的长度。我通常不是 C++ 编码员，所以请原谅我不遵循编码标准的任何错误。

有四个类：

• AdaptiveLogicLevelProcessor 负责动态调整逻辑电平

• MorseCodeElementProcessor 负责检测单个摩尔斯电码信号。

• MorseCodeProcessor 负责解码莫尔斯码

• MorseCodeBuffer 负责缓冲摩尔斯电码，以便中断例程可以共享代码循环。

摩尔斯电码树

摩尔斯电码解码在概念上只是导航二叉树。例如，从 [Start] 开始，点将转到 [E]。dash 会转到 [A]。并且有 3 个单位的间隙将完成解码，因此它将返回 [A]。

 

 

解码器使用这个编码为数组的二叉树，并根据传入信号导航这棵树。

有关摩尔斯电码的更多信息，请参阅https://en.wikipedia.org/wiki/Morse_code 。

测试时

由于光电传感器对环境光敏感，请确保将光电传感器和 LED 靠近并相互对准。或者，您可以将它们一起盖在纸杯中，以减少环境光的影响。

给解码器一些时间来调整亮度级别以开始输出。

如果您想更快地发送代码，可以将 UNIT_LENGTH 更改为更小的值。