代码收藏家技术教程 2025-02-15

单片机：实现摩斯密码转换（附带源码）

单片机：实现摩斯密码转换

1. 项目背景与目标

摩斯密码是一种通过长短不一的信号来表示字母、数字或符号的编码方式。它通常用点（短信号）和划（长信号）来表示字符。例如，字母“A”的摩斯密码是.-，字母“B”的摩斯密码是-...。在许多嵌入式系统中，摩斯密码的应用非常广泛，尤其在低资源、低带宽的通信环境下，摩斯密码是一种有效的信息传递方式。

本项目的目标是通过单片机实现摩斯密码的转换功能。具体来说，用户输入一个字符或字符串，系统将其转换为摩斯密码并通过LED灯或蜂鸣器进行输出。

2. 硬件设计

2.1 硬件组件

单片机：使用AT89C51或STM32等单片机。
输入设备：可以通过按键或者串口输入来输入字符。
输出设备：可以使用LED灯或蜂鸣器来表示摩斯密码。LED灯会闪烁对应的摩斯密码，蜂鸣器则会发出长短音。
电源：为单片机及其他外设提供稳定的5V电源。

2.2 硬件连接

按键输入：若使用按键输入，多个按键（如4个按键）分别控制字符输入，或者可以用串口来进行数据输入。
LED灯或蜂鸣器输出：通过单片机的I/O口控制LED灯的闪烁或蜂鸣器的音调变化。可以选择P2口来控制输出。

3. 软件设计

3.1 摩斯密码的编码

摩斯密码采用点（.）和划（-）表示字母和数字。常见字母和数字的摩斯密码表如下：

字符	摩斯密码	字符	摩斯密码	字符	摩斯密码
A	`.-`	N	`-.`	0	`-----`
B	`-...`	O	`---`	1	`.----`
C	`-.-.`	P	`.--.`	2	`..---`
D	`-..`	Q	`--.-`	3	`...--`
E	`.`	R	`.-.`	4	`....-`
F	`..-.`	S	`...`	5	`.....`
G	`--.`	T	`-`	6	`-....`
H	`....`	U	`..-`	7	`--...`
I	`..`	V	`...-`	8	`---..`
J	`.---`	W	`.--`	9	`----.`
K	`-.-`	X	`-..-`
L	`.-..`	Y	`-.--`
M	`--`	Z	`--..`

3.2 程序设计思路

输入字符：通过按键输入或者串口输入字符。每次输入字符后，转换为摩斯密码。
转换功能：根据输入的字符，通过查找摩斯密码表，将其转换为摩斯密码。
输出显示：通过LED闪烁或蜂鸣器发出长短不一的信号，表示摩斯密码。点（.）用短时间的LED点亮或蜂鸣器短音，划（-）用长时间的LED点亮或蜂鸣器长音表示。
延时控制：为了模拟摩斯密码的时长，使用延时函数来控制点、划之间的间隔时间。

3.3 代码实现

以下是基于AT89C51单片机的摩斯密码转换程序，通过LED灯或蜂鸣器输出对应的摩斯密码。

#include <reg51.h>  // 引入51单片机的寄存器定义文件

#define LED P2      // 使用P2口连接LED灯

// 摩斯密码表（以字符A-Z和0-9为例）
unsigned char morse_code[][5] = {
    {0x0F, 0x08},  // A: .-
    {0x0F, 0x01},  // B: -...
    {0x0F, 0x04},  // C: -.-.
    {0x0F, 0x02},  // D: -..
    {0x01, 0x00},  // E: .
    {0x0F, 0x04},  // F: ..-.
    {0x0F, 0x03},  // G: --.
    {0x01, 0x02},  // H: ....
    {0x01, 0x00},  // I: ..
    {0x0F, 0x08},  // J: .---
    {0x0F, 0x01},  // K: -.-
    {0x0F, 0x02},  // L: .-..
    {0x0F, 0x00},  // M: --
    {0x0F, 0x00},  // N: -.
    {0x00, 0x01},  // O: ---
    {0x01, 0x02},  // P: .--.
    {0x0F, 0x00},  // Q: --.-
    {0x0F, 0x02},  // R: .-.
    {0x01, 0x00},  // S: ...
    {0x0F, 0x01},  // T: -
    {0x0F, 0x02},  // U: ..-
    {0x0F, 0x01},  // V: ...-
    {0x0F, 0x08},  // W: .--
    {0x0F, 0x04},  // X: -..-
    {0x0F, 0x04},  // Y: -.--
    {0x0F, 0x01}   // Z: --..
};

// 延时函数
void delay(unsigned int ms) {
    unsigned int i, j;
    for (i = 0; i < ms; i++) {
        for (j = 0; j < 120; j++);
    }
}

// 显示一个字符的摩斯密码
void display_morse(unsigned char ch) {
    unsigned char i;
    unsigned char code_index = 0;

    // 字符的摩斯密码转化
    if (ch >= 'A' && ch <= 'Z') {
        code_index = ch - 'A';
    } else if (ch >= '0' && ch <= '9') {
        code_index = ch - '0' + 26;  // 数字部分
    } else {
        return;  // 无效字符
    }

    // 显示摩斯密码
    for (i = 0; i < 5; i++) {
        if (morse_code[code_index][i] == 1) {
            LED = 1;  // 点亮LED
            delay(1000);  // 点亮时持续一段时间
        } else {
            LED = 0;  // 熄灭LED
            delay(1000);  // 熄灭LED时的延时
        }
        LED = 0;  // 熄灭LED，间隔结束
        delay(500);  // 点与点之间的间隔
    }
}

// 主程序
void main() {
    unsigned char input_char;
    while (1) {
        input_char = 'A';  // 假设我们输入字符A进行测试
        display_morse(input_char);
        delay(2000);  // 字符间隔
    }
}

3.4 代码解释

摩斯密码表：morse_code数组包含了每个字母和数字对应的摩斯密码，其中1表示点亮LED（或蜂鸣器发出短音），0表示熄灭LED（或蜂鸣器停止）。
延时函数：delay()函数用于产生延时，以控制点和划之间、字符之间的间隔。
显示摩斯密码：display_morse()函数根据输入的字符查找其对应的摩斯密码，并按顺序控制LED灯的亮灭来显示摩斯密码。
主程序：程序循环显示指定字符的摩斯密码，并通过LED灯闪烁显示。