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。