基于51單片機(jī)的無線信號(hào)編解碼技術(shù)研究

2.2 軟件解碼原理及程序流程
　解碼是用特定方法把數(shù)碼還原成它所代表的內(nèi)容，或?qū)㈦娒}沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成它所代表的信息、數(shù)據(jù)等過程。本文采用定時(shí)器與外部中斷相結(jié)合的方法對(duì)接收到的脈沖信號(hào)進(jìn)行解碼，并利用接收到的校驗(yàn)和進(jìn)行校驗(yàn)。
　將單片機(jī)的模式控制寄存器TMOD的門控位GATE置1，當(dāng)TR1＝1時(shí)，外部中斷INT1直接控制定時(shí)器1的啟動(dòng)、停止，即INT1由0變?yōu)?電平時(shí)，啟動(dòng)計(jì)數(shù)；當(dāng)INT1由1變?yōu)?電平時(shí)，停止計(jì)數(shù)。這種情況常用來測量在INT1引腳上出現(xiàn)的正脈沖的寬度[5]。無線接收電路如圖4所示，無線接收模塊將接收到的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)、放大和整形，恢復(fù)出基帶信號(hào)，由引腳2輸出到單片機(jī)的INT1引腳上。設(shè)置外部中斷1為下降沿觸發(fā)方式，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1為16位定時(shí)器工作方式。當(dāng)INT1引腳上出現(xiàn)由高到低的負(fù)跳變時(shí)觸發(fā)中斷，定時(shí)器1停止計(jì)數(shù)[6]，讀取計(jì)數(shù)寄存器TL1和TH1中的值來判斷脈沖寬度，從而解碼接收到的數(shù)據(jù)信號(hào)。

　由于在發(fā)送過程中重裝計(jì)數(shù)初值、接收數(shù)據(jù)以及中斷的響應(yīng)都需要時(shí)間，所以接收到的實(shí)際脈沖寬度大于發(fā)送的脈沖寬度。因此，如果接收到的高電平脈沖寬度大于300T則表示接收到同步位；若大于200T則表示接收到數(shù)據(jù)位“0”；否則表示接收到數(shù)據(jù)位“1”。軟件解碼流程圖如圖5所示，在接收到同步位后，開始接收數(shù)據(jù)，直到再次接收到同步位的時(shí)候暫停接收。利用接收到的數(shù)據(jù)以及校驗(yàn)和進(jìn)行校驗(yàn)，如果接收到的數(shù)據(jù)正確，則停止接收；如果不正確，則將之前接收到的數(shù)據(jù)全部丟棄，再重新開始接收。

　實(shí)驗(yàn)證明，通過該方法進(jìn)行軟件編碼和解碼時(shí)，可以根據(jù)不同的需要使用軟件編程來設(shè)置地址，接收端與發(fā)送端可以進(jìn)行多對(duì)多的無線數(shù)據(jù)通信，而不需要配對(duì)使用；改變定時(shí)器的計(jì)數(shù)寄存器初值就可以改變編碼的脈沖寬度，從而改變傳輸速率；解碼準(zhǔn)確快捷，占用CPU資源相對(duì)較少，便于操作；校驗(yàn)方式可選，數(shù)據(jù)幀格式靈活多變。
　本實(shí)驗(yàn)中采用的是晶振頻率為12 MHz的石英晶體，以及具有CISC結(jié)構(gòu)的8位單片機(jī)，它的一個(gè)機(jī)器周期要占用12個(gè)振蕩周期，執(zhí)行一條指令最少要一個(gè)機(jī)器周期，處理速度較慢，在一定程度上影響了無線傳輸速率。可以通過提高晶振頻率或者選擇速度較快的單片機(jī)作為控制芯片的方式來提高無線數(shù)據(jù)傳輸速率。如選擇具有流水線結(jié)構(gòu)的C8051F系列單片機(jī)，或者是具有預(yù)取指令功能的AVR系列單片機(jī)，它們可以在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)完成一條指令。也可以采用具有DW8051_core核的單片機(jī)，它采用4個(gè)時(shí)鐘周期為1個(gè)指令周期的模式，在時(shí)鐘周期相同的情況下，處理能力是標(biāo)準(zhǔn)8051的3倍。采用這些高速度的單片機(jī)可以減少程序執(zhí)行所產(chǎn)生的延遲時(shí)間，從而縮短數(shù)據(jù)位編碼脈沖寬度，提高無線數(shù)據(jù)傳輸速率。
參考文獻(xiàn)
[1] 黎國鋒，馮永振，盧廣文.近距離無線加密傳輸韋根信號(hào)的實(shí)現(xiàn)[J].無線通信技術(shù)，2009(1)：31-36.
[2] 趙秋.利用編解碼芯片的無線收發(fā)電路[J].信息化研究，2009，35(9)：35-38.
[3] 邵平凡，陳華斌.基于Atmega8無線信號(hào)軟件編解碼的實(shí)現(xiàn)方法及性能分析[J].福建電腦，2009(8)：115-116.
[4] 康東，石喜勤，李勇鵬，等.射頻識(shí)別（RFID）核心技術(shù)與典型應(yīng)用開發(fā)案例[M].北京：人民郵電出版社，2008.
[5] 梅麗鳳，王艷秋，汪毓鐸，等.單片機(jī)原理及接口技術(shù)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2004.
[6] 馬忠梅，籍順心，張凱，等.單片機(jī)的C語言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)(第4版)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2007.