Morsedecoder mit AVR

Morsedecoder mit AVR
Volker G. Aurich, DK3PK
Mit dem Mikrokontroller ATmega16 von Atmel lässt sich ein billiger, aber
leistungsfähiger Decoder für Morsezeichen verwirklichen. Dank des eingebauten Vorverstärkers werden nur sehr wenig zusätzliche Bauteile benötigt:
eine LC-Anzeige, eine Mikrofonkapsel, ein paar Widerstände und Kondensatoren, zwei Taster und eventuell ein Quarz. Trotzdem ist auch bei schlechtem SNR noch ein Dekodierung möglich.
Als LC-Anzeige wird eine 2- oder 4-zeilige, 16-stellige Anzeige mit einem zu KS0070B
oder HD44780- kompatiblen Kontroller verwendet. Weil sich 8 Zeichen frei programmieren
lassen, kann man leicht kleine, vertikale Balken erzeugen, um ein Spektrum darzustellen.
Solche Anzeigen gibt es recht billig zu kaufen.
Als Mikrofon wird eine einfache, kleine Elektretkapsel benutzt. Ihr Signal kann man direkt
in den ATmega16 einspeisen, weil er einen eingebauten Vorverstärker besitzt. Allerdings
muss man dafür einen Differenzeingang des ADC verwenden. Daher die etwas seltsame
Beschaltung.
Als Taktgenerator kann der im ATmega16 eingebaute RC-Oszillator mit 8 MHz dienen.
Bei schlechtem SNR wird die Decodierung jedoch ein wenig besser, wenn man den eingebauten Oszillator mit einem höherfrequenten Quarz zu betreibt. Es wurde ein Quarz mit
14,7456 MHz gewählt. Dementsprechend werden zwei Arten von Dateien zum Herunterladen bereitgestellt; davon noch je eine für 4-zeilige oder 2-zeilige Anzeigen. Und bitte nicht
vergessen, dass auch die Fuses im ATmega16 entsprechend geändert werden müssen!
Der Stromverbrauch beträgt (ohne LCD-Beleuchtung) nur 20-30 mA. Daher werden als
Stromversorgung 4 Batterien mit 1,5 Volt genommen. Eine Siliziumdiode in der Plusleitung erniedrigt die 6 Volt auf eine für den ATmega16 noch zulässige Spannung.
Modus 1: Anzeige des Spektrums von 300 Hz bis 1800 Hz in 100Hz-Schritten
Umschalten in Modus 2 durch Drücken auf Taster 1
Modus 2: Dekodierung des 1000Hz-Signals
Umschalten in Modus 1 durch längeres Drücken auf Taster 1.
Die Tonhöhe am Empfänger so einstellen, dass die LED1 im Takt der Morsezeichen blinkt.
LED0 zeigt die Amplitude des 900Hz-Anteils, LED2 die des 1100Hz-Anteils an. Eine
automatische Anpassung an die Geschwindigkeit ist eingebaut. Es dauert ein paar Punkte
und Striche, bis sie einrastet. Sie funktioniert meist recht gut. Man kann sie aber auch
abschalten und manuell eingreifen:
- Langes Drücken auf Taster 2 schaltet die automatische Synchronisation ein bzw. aus.
- Kurzes Drücken auf Taster 2 setzt die Geschwindikeit herab, kurzes Drücken auf Taster 1
erhöht sie.
Das Mikrofon wird einfach in die Nähe des Lautsprechers des Empfängers gelegt; durch
Verändern des Abstandes reguliert man die Lautstärke so, dass LED1 schön im Rhythmus
der Zeichen blinkt. LED0 und LED1 sollen gar nicht oder weniger und symmetrisch aufleuchten. Eine Übersteuerung des ADC kommt dabei kaum vor, kann aber auf Wunsche
durch eine LED an PD7 angezeigt werden.
4,7k
+5V
1u
Taster2
Taster1
10p
10p
1
PA0 40
2
PA1 39
3
38
4
37
5
36
6
35
7 PB6
34
8 PB7
33
9
32
10 VCC
1u
10k
50u
100
+5V
GND 31
11 GND AVCC 30
330
LED0
LED1
LED2
12
29
1
13
28
14 PD0
PC5 27
15 PD1
PC4 26
16 PD2
PC3 25
17
PC2 24
18
PC1 23
19
PC0 22
20
PD7 21
1u
2
6
4
14
13
12
11
VDD
E
RS
DB7
DB0
LCD
DB6
DB1
DB2
DB5
DB4
VSS VO R/W
1
3
DB3
7
8
9
10
5
ATmega16
Die Anschlüsse sind so gewählt, dass man die Schaltung auf dem STK500-Board erproben
kann. Allerdings muss man dann den Jumper AREF entfernen, den Jumper OSCSEL
neben die Zeichen OSC setzen und einen 14,7456MHz-Quarz in die Fassung des STK500
stecken.
Download
Auf STK500 mit 14.7456MHz-Quarz:
morsetinyXX 14MHz 4rows.srec oder morsetinyXX 14MHz 2rows.srec
Fuses: Highbyte D9, Lowbyte E0
Kommando für avrdude mit STK500 an serieller Schnittstelle:
avrdude -P /dev/ttyUSB0 -c stk500v2 -p m16 -U hfuse:w:0xD9:m -U lfuse:w:0xe0:m
Standalone mit 14.7456MHz-Quarz:
morsetinyXX 14MHz 4rows.srec oder morsetinyXX 14MHz 2rows.srec
Fuses: Highbyte C9, Lowbyte EF
Kommando für avrdude mit STK500 an serieller Schnittstelle:
avrdude -P /dev/ttyS0 -c stk500v2 -p m16 -U hfuse:w:0xC9:m -U lfuse:w:0xef:m
Mit internem 8MHz-RC-Oszillator:
morsetinyXX 8MHz 4rows.srec oder morsetinyXX 8MHz 2rows.srec
Fuses: Highbyte D9, Lowbyte E4
Kommando für avrdude mit STK500 an serieller Schnittstelle:
avrdude -P /dev/ttyS0 -c stk500v2 -p m16 -U hfuse:w:0xd9:m -U lfuse:w:0xe4:m