基于单片机的顺环编码和解码发生器设计翻译参考.doc

基于单片机的顺环编码和解码发生器设计 摘要——循环代码是时下通信领域最重要的技术，模拟电路可以实现短长度的位编码和解码，但对于长的长度位循环代码，它需要太多的移位储量及模2累加，这会增加复杂性和不稳定性，降低电路工作效率。本文提供了详细的用单片机实现编码和解码的方法。解码发生器不仅可以检测错误，而且可以纠正随机误差，其中也有很强的扩展性，也就是说，它可以通过稍微修改程序来识别更多的电路，这表明了单片机技术的优越性。 关键词——循环码;编码;误差修正;单片机 简介 循环码是线性分组码中一个非常重要的类别，是目前相当成熟的一种代码研究。除了线性码的常规属性，它还具有循环的属性。也就是说，生成代码时，循环码中任一位向左或向右移动仍然在圈内组。它也有许多其他特殊的代数性质,这将有助于对构建这样的代码系统延迟的能力要求,并简化误差修正技术的译码算法。目前已发现的大多数的线性码和循环的代码之间具有密切关系.正因为有了这样清晰的代数结构,更可取的性能、简单的编码和解码的方法和具体的实现代码,线性群在现在的电脑误差修正系统几乎都是循环码。它不仅可独立用于随机误差校正,而且可用在纠正错误破裂中。当人们越来越注重对循环码的理论研究与应用研究时,对循环代码的研究,使单片机、DSP、超大规模集成电路和FPGA等正成为一个重要的研究方向.本文设计的循环码编码器和解码器，并使用写了单片机作为平台编写C程序。 2、编码和解码理论 代数编码理论提出一种代码组表示为一个多项式,代码组中每个元素都被视为多项式的系数. 以(7,3)循环码为例,给出其完整代码组，如表Ⅰ。 表 I. (7,3)循环码组 序号 信息位 监控位 a6 a5 a4 a3 a2 a1 a0 1 2 3 4 5 6 7 8 000 001 010 011 100 101 110 111 0000 0111 1110 1001 1011 1100 0101 0010 表中的第七组多项式所表达的代码： 其产生的多项可以选择: ; 多项式的信息位: 2.1循环码的编码算法 (1)将乘以m(x)。 实际上是加n-k个“0”到信息码的后面。 例如,第7组信息码是110,即m(x) ?? ， 当 n-k??7 ??3 ??4 ,, 即 . (2) Eliminating g(x) with can obtain quotient Q(x) and residue r(x)，that is将g(x)与相除 可以获得商Q(x)和差r(x),即 例如，如果 ，则 即 (3) 编码组T (x) 是 ,在上面的例子中, T(x)=+101= ,就是表1中的第七组. 2.2循环码的译码算法 编码器的关键在于能否纠正误差代码并获得实际应用解码代码。 该解码器常常比编码器和更复杂的关于误差收敛性能力强的代码更难实现， 根据不同的误差修正或错误检测目标，循环码译码器可以分为纠错译码器译码器及检测误差。 通常,我们用收到编码发送循环码,如果接收到,则说明了传送是正确的。反之,则接收到的内容是错误的,根据错误的模式,我们可以得出一个逻辑判断错误的位置,从而达到目标的误差修正。 纠正的错误译码算法是相当复杂的。它的具体步骤有: (1)将收到的代码 R(x)=T (x)+E(x)与产生多项 g(x)相除 ,然后得到差 r(x) ; (2)根据差r(x)和查表方法或通过某种操作获得错误的模式E(x)，然后确定位置的错误代码； (3)用E(x) 减去R(x),然后得到纠正错误的传输原码T(x)。 3基于单片机对系统的循环码的硬件和软件设计 3.1 硬件设计 整个系统以AT89s52单片机为核心,单位脉冲的按键作为输入、LED显示器作为输出,实现的编码和解码过程的循环码。整体设计原理图如图1。 图1 整体设计原理图 这个按键单位也被称为询问式键盘,针对各个按键建立了相应的口,分别经检视水平状态对各端口的情况来判断对应的按键。询问式键盘共有8 个按键开关,使用键盘接口在确定条件下共8个测点水平。显示单位为大功率LED。当电流通过LED,数据端口为低电平,然后LED将点亮;否则LED熄灭。 采取(7,3)循环码为例,当使用单片机实现编码器,P1.2，P1.1，P1.0 ，P1.7连接上按键,后,输入3 信息位后，判断是否有任何键按下,通过P2.2,P2.0,P2.1输入的信息位来展示,然后通过P0.6, P0.5, P0.4, P0.3, P0.2, P0.1, P0.0连接至LED,验证最后的循环码;作为单片机解码器的证实,P2口与按键连接,输入3 信息位后,P2.7证实有键按下的,通过P3.6 ~ P3.0来表示收到的代码,最后透过P1口连接LED展示正确的循环码。 3.2软件设计 采取了硬件