由LPC2104构成的曼彻斯特码解码器

5数据采样

LPC2104有2个捕获／比较定时器，即定时器0和定时器l，每个定时器除具备对外部信号的捕获功能外还具备匹配功能。本系统中，曼彻斯特码转换为TTL信号后送入定时器0的捕获信号输入端CAP0．0。利用定时器0的捕获功能捕捉并识别】帧信号的帧同步，利用定时器的比较功能去识别一帧的数据部分。图5为程序框图。



①同步信号的识别。识别同步信号的方法是，从一开始接收到方波时就捕捉方波的低电平和高电平时间，如果都是48 ps，则表明已经检测到帧同步的标志。将LPC2104的定时器0的捕获控制寄存器TOCCR设定为上升沿捕获，即当输入端CAP0．0的电平产生从0到1的跳变时，将计数器的值保存到捕获寄存器CR0，并产生中断。当产生中断时，在中断服务程序里判断CR0的值是否在(48±5)ps范围，如果正确，则将标志变量Flag置l，否则清零。无论是否为48肛s，都必须将CR0清零并将TOCCR设定为下降沿捕获。当下降沿产生捕获时，在中断服务程序中对CR0的值，即脉冲高电平时间，进行判断，如果在(48±5)／zs范围且Flag为l，则表明帧同步的结束标志已经检测到，否则将Flag清零。

②起始位的判断。如果下降沿捕获产生的中断服务程序已经检测到帧同步的结束标志，则将定时器0设定在比较功能，将匹配寄存器0的值设定为24 Ps，当产生匹配时复位定时器并产生中断。在中断服务程序中对CAP0．0引脚进行采样。采样点刚好落在起始位的后一相信号的中间位置，即1位数据传输时间的24 ps位置处，如图6中箭头所指位置。为了提高采样数据的可靠性，在采样点附近连续采样3次，取其中2次相同的数据为最终结果。如果采样得到的电平为0，则表明数据位为0，否则为1。如果最终采样结果为1，表明起始位判断成功，后面开始数据位的采样。如果结果为0，表明该位并非起始位，因此需要重新进行同步信号的识别。



③数据位的采样。如图6所示，采样点选取在每1位后一相的中间，即24弘s处。从起始位的采样点开始，每隔32 ps对CAP0．0的电平进行连续的3次采样，取其中2次相同的数据为最终结果。按照同样的方式连续采样10个数据。采集到的第1位到第8位分别为1个字节的bit0到bit7，注意低位在前高位在后。第9位为奇偶校验位，第lo位为停止位。停止位始终为0。

④在停止位之后紧跟的是64 ps的高电平和64 ps的低电平。停止位与下一帧信号之间为空闲信号，空闲信号为高电平，持续时间为304弘s。一般而言对这部分不必做任何检测。

6 实验

LPC2104构成的曼彻斯特码解码器已经用于中速和高速球型摄像机云台中，LPC2104首先对曼彻斯特码进行解码，然后解释命令的内容，最后控制云台和摄像机的动作。该解码器运行至今非常稳定，没有发生控制指令漏失的情况。在编写程序的过程中要注意，定时器中断服务
程序的运行时间一定要非常短，不能大于32 ps，否则就会产生采集到的数据与实际数据不相符的情况。

参考文献

   1. 王志永.李晓白 曼彻斯特码异步解调的单片机实现及性能分析 [期刊论文] -遥测遥控2003(11)
   2. 李欣 高速曼彻斯特码的准异步解调 1999(03)
   3. 李会银 用 AT89C2051实现的曼彻斯特编码译码器及应用 1999(10)

作者：湖北咸宁学院 张红兵
来源：单片机与嵌入式系统应用  2008 (9)