Dekodér morzeovky

Dekodér morzeovky

Záverečný projekt predmetu MIPS / LS2026 - Oleh Chuiko

Zadanie

Cieľom projektu bolo vytvoriť jednoduchý dekodér Morseovej abecedy pomocou mikrokontroléra ATmega328P na vývojovej doske ACROB.

Mikropočítač prijíma vstup z tlačidla a podľa dĺžky stlačenia rozlišuje jednotlivé symboly Morseovej abecedy. Krátke stlačenie predstavuje bodku (.) a dlhé stlačenie predstavuje čiarku (-). Následne program vytvorí Morse sekvenciu, dekóduje ju na príslušné písmeno a vypíše výsledok cez UART do sériového terminálu.

Zadanie slúži na demonštráciu práce so vstupnými tlačidlami, meraním času, jednoduchým spracovaním textových údajov a UART komunikáciou.

Celkový pohľad na zariadenie.

Literatúra:

• [[1](http://ap.urpi.fei.stuba.sk/sensorwiki/index.php/Acrob_technical_description) Dokumentácia k doske Acrob]
• [[2](https://en.wikipedia.org/wiki/Morse_code) Morse code]
• [[3](https://www.microchip.com/en-us/product/atmega328p) Dokumentácia ATmega328P]

• • TOC**

Analýza a opis riešenia

Ako základ pre projekt bola použitá vývojová doska ACROB s mikrokontrolérom ATmega328P. Mikrokontrolér pracuje na frekvencii 16 MHz a zabezpečuje spracovanie vstupu z tlačidla a komunikáciu cez UART.

Pre ovládanie dekodéra bolo použité jedno tlačidlo pripojené na vstupný pin mikrokontroléra. Tlačidlo slúži na zadávanie Morseových symbolov. Krátke stlačenie predstavuje bodku a dlhé stlačenie predstavuje čiarku.

Program priebežne sleduje stav tlačidla a meria čas jeho stlačenia. Na základe dĺžky impulzu rozhoduje, či ide o krátky alebo dlhý Morse signál. Rozpoznané symboly sa ukladajú do buffera a po dokončení sekvencie sa dekódujú na konkrétne písmeno.

Dekódovanie Morseovej abecedy je realizované pomocou porovnávania prijatej sekvencie s uloženými Morse kódmi. Po úspešnom rozpoznaní sa výsledné písmeno odošle cez UART do počítača.

UART komunikácia slúži na výpis dekódovaných znakov do sériového terminálu. Vďaka tomu je možné jednoducho sledovať funkciu programu počas testovania.

Zapojenie tlačidla na vývojovej doske ACROB.

Tlačidlo bolo pripojené medzi vstupný pin mikrokontroléra a GND. Program využíva interný pull-up rezistor mikrokontroléra, takže nie je potrebné externé pull-up zapojenie.

Algoritmus a program

Program pracuje v nekonečnej slučke, v ktorej sleduje stav tlačidla. Počas stlačenia sa meria čas trvania impulzu. Podľa nameranej hodnoty program rozhodne, či ide o bodku alebo čiarku.

Rozpoznané symboly sa ukladajú do textového buffera. Po ukončení zadávania znaku program porovná prijatú sekvenciu s uloženou tabuľkou Morseových znakov a nájde zodpovedajúce písmeno.

Výsledný znak sa následne odošle cez UART do sériového terminálu.

Hlavné časti programu:

• čítanie tlačidla
• meranie dĺžky stlačenia
• rozlíšenie bodky a čiarky
• ukladanie Morse sekvencie do buffera
• dekódovanie znakov
• výpis cez UART

main.cuart.huart.c

#include <avr/io.h>
#include <util/delay.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>

#include "uart.h"

#define BUTTON_PIN PB3

int main(void)
{
uart_init();

```
while (1)
{
    /* Morse decoder logic */
}
```

}

#define set_bit(ADDRESS, BIT)(ADDRESS |= (1 << BIT))
#define clear_bit(ADDRESS, BIT)(ADDRESS &= ~(1 << BIT))

#ifndef UART_H_
#define UART_H_

#include <stdio.h>

void uart_init(void);
int uart_putc(char c, FILE * stream);
void uart_puts(const char * s);
char uart_getc(void);

#endif

#include <avr/io.h>
#include <util/delay.h>

#include "uart.h"

void uart_init(void)
{
#include <util/setbaud.h>

```
UBRR0H = UBRRH_VALUE;
UBRR0L = UBRRL_VALUE;

#if USE_2X
UCSR0A |= (1 << U2X0);
#else
UCSR0A &= ~(1 << U2X0);
#endif

UCSR0C = _BV(UCSZ01) | _BV(UCSZ00);
UCSR0B = _BV(RXEN0) | _BV(TXEN0);
```

}

int uart_putc(char c, FILE * stream)
{
if (c == '\n')
{
loop_until_bit_is_set(UCSR0A, UDRE0);
UDR0 = '\r';
}

```
loop_until_bit_is_set(UCSR0A, UDRE0);
UDR0 = c;

return 0;
```

}

Zdrojový kód: OlehChuiko_MorseDecoder.zip

Overenie

Funkčnosť projektu bola overená pomocou zadávania rôznych Morseových sekvencií cez tlačidlo. Program správne rozlišoval krátke a dlhé impulzy a dekódované znaky vypisoval cez UART do terminálu.

Počas testovania bolo sledované:

• správne rozpoznávanie bodiek a čiarok
• stabilita merania času stlačenia tlačidla
• správne dekódovanie znakov
• správny výpis cez UART

Video demonštruje reálnu funkčnosť zariadenia a proces dekódovania Morseovej abecedy.

Video:

Čo by som urobil inak

Na ďalšíkrát by som doplnil podporu väčšieho počtu znakov a presnejšie časovanie pomocou hardvérových timerov.

Taktiež by bolo zaujímavé doplniť LCD displej alebo zvukový výstup, aby bolo možné dekódovaný text zobrazovať priamo na zariadení.