如何使用Arduino创建摩尔斯电码生成器
摩尔斯电码工作原理
摩尔斯电码发明于19世纪,使用非常简单的长短脉冲序列(通常为电和划)来远距离发送消息。通过将字母表中的字母编码为电和划的组合,信息可以只用一个单一的电子或声音信号来表达。
为了说明这是如何工作的,我们将使用一个简单的蜂鸣器将文本转换为可听的摩尔斯电码信号。通过使用Arduino IDE中的串行监视器,您在计算机上输入的信息可以被转换为摩尔斯电码音调。值得注意的是,只需要进行少量修改,同样的方法就可以用于通过LED传达信息,因为这两种设备都可以被快速打开和关闭。
所需组件
在硬件方面,您不需要太多组件来完成该项目工作。但是,如果您是编码新手,那么您可能会希望能够分块进行该项目。这不是很复杂的代码,但是您需要了解数组 和 switch cases 语句的工作原理。请记住要点,然后进行接下来的工作。
您需要的物理组件如下所示:
Arduino Uno | ![]() |
一个面包板 | ![]() |
Arduino IDE | ![]() |
一个蜂鸣器 | ![]() |
您还需要一些标准电线。
大多数入门电子套件都带有我们上面列出的所有部件,所以如果您有一个套件,请在开始这个项目前查看是否具有这些组件。
接线
这个项目的接线十分简单。本项目中所具有的功能大部分都通过代码来实现,所以我们不用将接线考虑在内。在接线部分,请将蜂鸣器的电源线连接到引脚8,然后将蜂鸣器的地线连接到GND。
这样就完成了!这很简单。现在,让我们继续进行代码部分。
代码
这个项目的代码可能比您以往看到的要长,主要是因为需要对摩尔斯电码脉冲进行编码。不过不要太担心。一旦您把它分解开来,就会发现各部分都是很基础的代码。首先,以下是您可以直接上传到Arduino的完整代码。
int buzzer = 8; // Assign buzzer to pin 8 int note = 1000; // Set the pitch for the buzzer tone int timeUnit = 100; // This variable will be used to measure dots, dashes, breaks, and pauses char input; // Variable to save the input to void setup () { Serial.begin(9600);//for the connect with the boared } void loop () { if (Serial.available()) { input = Serial.read();//read the input if (input == 'a' || input == 'A') {lA();}//if the input is a or A go to function lA if (input == 'b' || input == 'B') {lB();}//same but with b letter if (input == 'c' || input == 'C') {lC();} if (input == 'd' || input == 'D') {lD();} if (input == 'e' || input == 'E') {lE();} if (input == 'f' || input == 'F') {lF();} if (input == 'g' || input == 'G') {lG();} if (input == 'h' || input == 'H') {lH();} if (input == 'i' || input == 'I') {lI();} if (input == 'j' || input == 'J') {lJ();} if (input == 'k' || input == 'K') {lK();} if (input == 'l' || input == 'L') {lL();} if (input == 'm' || input == 'M') {lM();} if (input == 'n' || input == 'N') {lN();} if (input == 'o' || input == 'O') {lO();} if (input == 'p' || input == 'P') {lP();} if (input == 'q' || input == 'Q') {lQ();} if (input == 'r' || input == 'R') {lR();} if (input == 's' || input == 'S') {lS();} if (input == 't' || input == 'T') {lT();} if (input == 'u' || input == 'U') {lU();} if (input == 'v' || input == 'V') {lV();} if (input == 'w' || input == 'W') {lW();} if (input == 'x' || input == 'X') {lX();} if (input == 'y' || input == 'Y') {lY();} if (input == 'z' || input == 'Z') {lZ();} if (input == ' ') {wordPause();} Serial.println (input); } } //Letter functions void lA () {dot();dash();letterPause();}//letter A in morse code! void lB () {dash();dot();dot();dot();letterPause();}//same for B void lC () {dash();dot();dash();dot();letterPause();} void lD () {dash();dot();dot();letterPause();} void lE () {dot();letterPause();} void lF () {dot();dot();dash();dot();letterPause();} void lG () {dash();dash();dot();letterPause();} void lH () {dot();dot();dot();dot();letterPause();} void lI () {dot();dot();letterPause();} void lJ () {dot();dash();dash();dash();letterPause();} void lK () {dash();dot();dash();letterPause();} void lL () {dot();dash();dot();dot();letterPause();} void lM () {dash();dash();letterPause();} void lN () {dash();dot();letterPause();} void lO () {dash();dash();dash();letterPause();} void lP () {dot();dash();dash();dot();letterPause();} void lQ () {dash();dash();dot();dash();letterPause();} void lR () {dot();dash();dot();letterPause();} void lS () {dot();dot();dot();letterPause();} void lT () {dash();letterPause();} void lU () {dot();dot();dash();letterPause();} void lV () {dot();dot();dot();dash();letterPause();} void lW () {dot();dash();dash();letterPause();} void lX () {dash();dot();dot();dash();letterPause();} void lY () {dash();dot();dash();dash();letterPause();} void lZ () {dash();dash();dot();dot();letterPause();} void dot() //Emit sound for 100 milliseconds { tone(buzzer, note, timeUnit); delay(timeUnit * 2); } void dash() //Emit sound for 300 milliseconds { tone(buzzer, note, timeUnit * 3); delay(timeUnit * 4); } void letterPause() //Delay between letters for 300 milliseconds { delay(timeUnit * 3); } void wordPause() { delay (timeUnit * 7); }
从一些基本设置开始。
int buzzer = 8; // Assign buzzer to pin 8
int note = 1000; // Set the pitch for the buzzer tone
int timeUnit = 100; // This variable will be used to measure dots, dashes, breaks, and pauses
char input; // Variable to save the input to
void setup () {
Serial.begin(9600);//for the connect with the boared
}
在这一部分中,我们将初始化引脚8上的蜂鸣器,并确定蜂鸣器发出的音调所对应的音符变量。接下来,我们给代表持续时间的变量timeUnit赋值100毫秒,这将用于确定所有信息的持续时间。例如,一个点是一个时间单位,而一个划是三个时间单位。我们还将使用它来设置一个字母中符号之间的时间间隔(一个单位)、两个字母之间的时间间隔(三个单位)和两个单词之间的时间间隔(七个单位)。
在setup()部分,我们还将初始化串行监视器,这样的话您就可以输入要发送到Arduino的信息了。这要求您的项目需要通过USB保持与计算机之间的连接。
void loop () {
if (Serial.available()) {
input = Serial.read();//read the input
if (input == ‘a’ || input == ‘A’) {lA();}//if the input is a or A go to function lA
if (input == ‘b’ || input == ‘B’) {lB();}//same but with b letter
if (input == ‘c’ || input == ‘C’) {lC();}
if (input == ‘d’ || input == ‘D’) {lD();}
if (input == ‘e’ || input == ‘E’) {lE();}
if (input == ‘f’ || input == ‘F’) {lF();}
if (input == ‘g’ || input == ‘G’) {lG();}
if (input == ‘h’ || input == ‘H’) {lH();}
if (input == ‘i’ || input == ‘I’) {lI();}
if (input == ‘j’ || input == ‘J’) {lJ();}
if (input == ‘k’ || input == ‘K’) {lK();}
if (input == ‘l’ || input == ‘L’) {lL();}
if (input == ‘m’ || input == ‘M’) {lM();}
if (input == ‘n’ || input == ‘N’) {lN();}
if (input == ‘o’ || input == ‘O’) {lO();}
if (input == ‘p’ || input == ‘P’) {lP();}
if (input == ‘q’ || input == ‘Q’) {lQ();}
if (input == ‘r’ || input == ‘R’) {lR();}
if (input == ‘s’ || input == ‘S’) {lS();}
if (input == ‘t’ || input == ‘T’) {lT();}
if (input == ‘u’ || input == ‘U’) {lU();}
if (input == ‘v’ || input == ‘V’) {lV();}
if (input == ‘w’ || input == ‘W’) {lW();}
if (input == ‘x’ || input == ‘X’) {lX();}
if (input == ‘y’ || input == ‘Y’) {lY();}
if (input == ‘z’ || input == ‘Z’) {lZ();}
if (input == ‘ ‘) {wordPause();}//the space
Serial.println (input);//print the latter saved in the input var
}
}
在这部分代码中,我们将依次读取进入串行监视器的字母,并立即运行下面相应的函数。每行用来确定输入字母的大小写版本(摩尔斯电码中没有大小写区分),或者行中是否有空格。根据收到的字母信息,代码将调用对应该字母的函数。
//Letter functions
void lA () {dot();dash();letterPause();}//letter A in morse code!
void lB () {dash();dot();dot();dot();letterPause();}//same for B
void lC () {dash();dot();dash();dot();letterPause();}
void lD () {dash();dot();dot();letterPause();}
void lE () {dot();letterPause();}
void lF () {dot();dot();dash();dot();letterPause();}
void lG () {dash();dash();dot();letterPause();}
void lH () {dot();dot();dot();dot();letterPause();}
void lI () {dot();dot();letterPause();}
void lJ () {dot();dash();dash();dash();letterPause();}
void lK () {dash();dot();dash();letterPause();}
void lL () {dot();dash();dot();dot();letterPause();}
void lM () {dash();dash();letterPause();}
void lN () {dash();dot();letterPause();}
void lO () {dash();dash();dash();letterPause();}
void lP () {dot();dash();dash();dot();letterPause();}
void lQ () {dash();dash();dot();dash();letterPause();}
void lR () {dot();dash();dot();letterPause();}
void lS () {dot();dot();dot();letterPause();}
void lT () {dash();letterPause();}
void lU () {dot();dot();dash();letterPause();}
void lV () {dot();dot();dot();dash();letterPause();}
void lW () {dot();dash();dash();letterPause();}
void lX () {dash();dot();dot();dash();letterPause();}
void lY () {dash();dot();dash();dash();letterPause();}
void lZ () {dash();dash();dot();dot();letterPause();}
在main loop()之外的部分,我们将为每个字母定义函数。在这一部分中,我们需要根据国际摩尔斯电码标准为每个字母添加模板。为简单起见,我们将使用dot()、dash()和letterPause()函数来创建模板,并在稍后定义这些函数的作用。每个命令用分号分隔开即可,但是为了使代码更清楚,我们将每个函数单独放到一行中。
void dot() //Emit sound for 100 milliseconds
{
tone(buzzer, note, timeUnit);
delay(timeUnit * 2);
}
void dash() //Emit sound for 300 milliseconds
{
tone(buzzer, note, timeUnit * 3);
delay(timeUnit * 4);
}
void letterPause() //Delay between letters for 300 milliseconds
{
delay(timeUnit * 3);
}
void wordPause()
{
delay (timeUnit * 7);
}
接下来,我们将定义在上一部分中使用的函数。首先,dot()用于播放我们在最上面代码中所指定的声音一个时间单位。虽然tone()命令可以播放一个时间单位的声音,但是如果过早在此调用该函数,可能会发生抢占,因此我们将添加一个delay()命令,以防止草图在两个时间单位内移动到下一行代码。为什么是两个时间单位?因为如此一来,tone()可以在第一个时间单位完成命令的运行,然后将第二个时间单位作为元素之间的暂停。
例如,对于由一个点组成的字母“E”,您应该听到100毫秒的蜂鸣声,然后静音100毫秒。对于由三个点组成的字母“S”,您会听到蜂鸣,静音,蜂鸣,静音,蜂鸣,静音,每个持续100毫秒。
我们在dash()命令中做了类似的工作,但这次我们将播放三个时间单位(300毫秒)的声音,然后暂停运行四个时间单位。三个单位让声音完成播放,第四个时间单位用于元素之间的暂停。
我们还将定义letterPause() 和wordPause()函数。前者完全由三个时间单位延迟组成,它用于在消息的每个字母之间设置300毫秒静音,让您可以将不同的字母区分开来。后者是最长的延迟时间,七个时间单位,或者700毫秒。这将在监视器读取到一个空格时运行,表明一个新单词的开始。
当您的草图上传完成并且开始运行Arduino,请在您的IDE的工具部分打开串行监视器。输入一些单词并按下回车键,您应该会听到蜂鸣器发出相应的摩尔斯电码音调。如果您想自己调整草图,可以尝试添加描述数字的函数。