曼彻斯特码研究的目的意义背景及国内外现状

1、曼彻斯特码研究的目的意义背景及国内外现状1曼彻斯特码研究的背景及国内外现状12 研究目的和意义31曼彻斯特码研究的背景及国内外现状曼彻斯特码属于数字式脉冲一次高位编码，也就是关于数字编码的一种形式，他通过高低脉冲的方式进行二进制编码传输，其优点是数据量大，数据载流量高.但如果和rs422、rs485比起来，在基础的通讯应用上没有什么区别，但在某些情况下根据技术特点和设备情况，曼码的工作效率及工作速率要高于rs422、rs485，曼彻斯特码同时也是一种性能优良的数字基带信号传输码,具有消除直流成分,隐含时钟等特性,使得他在石油勘探测井中有着广泛的应用。从曼彻斯特码的帧结构出发,在阐明曼彻斯特码基

2、本工作原理的基础上,应用fpga技术,利用硬件描述语言vhdl设计完成曼彻斯特编码器,所设计的系统包含使能、复位、同步字的产生以及奇校验等功能,所编写的vhdl源程序经altera公司的软件max+plus进行调试、优化及仿真,仿真结果与理论分析完全吻合。曼彻斯特码具有在传输的过程中可以消除直流成分的优点，具有时钟恢复和抗干扰性能力强的特点，更适合于在传输性能较差的信道中进行信息的传输。与其他的编码相比,曼彻斯特码可以消除直流成分,具有时钟恢复和抗干扰性能力强的特点,更适合于在传输性能较差的信道中进行信息的传输。曼彻斯特码简明有效但时序比较复杂，特剐在编码器接口的设计上需要大量的逻辑电路。fp

3、ga技术的出现大大缓解了这一问题，由于fpga具有集成度高、开发周期短、开发成本低，且结构灵活、性能稳定、成品无需测试和可实时在线校验的特点，所以目前越来越多的科技人员利用fpga技术来进行电子电路的设计，设计过程中仅需要构思出系统电路图，通过fpga开发系统来自动实现其功能。曼彻斯特编码串行数据传输的一种重要的编码方式。和最常用的nrz码相比，曼彻斯特码具有很多优点。例如，消除了nrz码的直流成分，具有时钟恢复和更好的抗干扰性能，这使它更适合于信道传输。在测井数据传输系统中，由于曼彻斯特码既能提供足够的定时分量，又无直流漂移，编码过程相对简单，因为曼彻斯特码的优点以及先进性，在许多的领域都有

4、很广泛的应用，比如远距离传输系统，国防科技，测井，检测，通讯等领域，并且都为这些领域做出了很大的贡献。曼彻斯特(manchester)编码应用广泛，有多种网络通信控制芯片中集成manchester编码器和解码器，也有专门的manchester编码和解码芯片。这些芯片的共同特点是，编码和解码基于pll(锁相环)实现，电路复杂。manchester编码器的基本功能是将cpu输出的数据信号与时钟信号整合为单一的manchester编码形式的输出数据信号，解码器的基本功能是将manchester编码形式的输人数据信号分解为数据信号与时钟信号，以便cpu或dsp、mcu等处理单元读取。现行我们是用的通讯

5、方式为rs232、rs485、rs422，以上的通讯类型可以归类为单工和半双工通讯，载荷电压为5v，最低工作电压为2.3v。但如果以a，b项来论的话，那可能是有点说不清楚。从标准的论述方式应该以rx+，rx-tx+，tx-，td+，td-的方式来说明。另外曼码属于数字类编码，没有平衡和非平衡传输的说法，应该按照高低电位的方式来论，即高电位为1，低电位为0。rs485、rs232因该用平衡稳态，平衡不稳态，非平衡稳态的方式来说明。rs-232、rs-422与rs-485都是串行数据接口标准，最初都是由电子工业协会（eia）制订并发布的；以往由于rs485或rs422带节点负载能力较强，通信距离较

6、长的特点，一般智能球都采取rs485或rs422的电气接口。rs-232、rs-422与rs-485标准只对接口的电气特性做出规定，不涉及接插件、电缆或协议，在此基础上用户可以建立自己的高层通信协议。安防企业近几十年的发展，许多企业都制定了各自比较完善的通信协议，比如pelco、ad、panasonic等等，这些企业内部通信协议广泛的运用在其智能球和矩阵，多媒体，画面处理器，dvr等产品中。在不同的工程系统中，可能使用到众多不同厂家的产品，由于不同协议之间存在很大的差异，考虑系统兼容性问题，智能球集成了解码器功能，可以和多种协议相兼容。在manchester码通信系统中，例如philips和a

7、d，其通信方式区别于一般的串行异步方式，属于串行同步方式，智能球兼容了对此类通信方式的处理。在特殊的环境，不允许使用双绞线或同轴电缆作为通信介质，为了适应这种场合，智能球增加可红外接收方式。另外，由于智能球网络发展的趋势，智能球增加了标准的网络接口，支持标准的网络通信协议。在国内，也有相当多的科研人员对此进行了深入的研究，首先宁波中科集成电路设计中心有限公司的黄菲;胡仕伟发明公开了一种曼彻斯特编码的解码方法，特点是第一单片机在信号发送数据前把数据组织成一个数据帧，该数据帧包括同步码和校验码，在同步码前还设置有前导码，在对同步码进行解码之前第二单片机首先以中断方式对前导码进行无线数据解码，并判断

8、前导码是否正确，在判断前导码是正确后再通过第二单片机直接采样数据端口，并结合一个定时器定时方式对前导码之后的同步码和数据解码，否则继续监测接收信号，优点在于可以在数据输出端口输出的杂波中辨识出正确有效的数据，可以有效地提高数据接收的灵敏度，并提高通信距离，降低产品成本；应用于相关产品(如汽车轮胎压力监测系统)上时可以很好地解决成本与可靠性之间的矛盾。中国科学院上海光源(ssrf)电源系统中部分磁铁电源性能指标要求较高，采用了通信速率快、高精度、高稳定性、价格相对昂贵的进口的数字化电源控制器psi而部分稳定性指标在十万分之五左右的磁铁电源使用了自己(ssi心与成都大博电子有限公司合作)研制的数字

9、化电源控制器。psi控制器使用通信速率为5mbps的光纤并以曼彻斯特编码方式与中央上层通信，而自制的控制器使用的是1152kbps异步串口方式的光纤。目前合作自制的控制器能够实现陕校正电源的精度与稳定性等性能指标的控制，但与上层的通信速度不能满足要求。而目前ssrf储存环束流快校正控制系统的上层硬件架构决定使用5mbps的曼彻斯特编码方式光纤通信。为节省资金及自主创新，ssrf决定开发快速通信的数字化电源控制器，来满足ssi疆快校正电源控制器的通信速率及兼容中央上层通信协议。由此在自制合作卡的基础上利用fpga完善通信功能。为了更好，更多的使曼彻斯特码在各个领域得到运用，现在国内外已经对曼彻斯特码进行了的研究，并正在深入的向各