曼彻斯特解码器

曼彻斯特解码1、变量定义 (2)2、Manchest初始化 (2)3、Manchest解码信号翻转 (3)4、过滤错误的卡号 (4)5、获取正确的卡号 (5)6、Manchest获取卡号数据 (6)7、通过中断采样获取刷卡数据 (9)1、变量定义#define TH1_370US_H 0XFE //晶振11.0592MHZ，12T模式#define TL1_370US_L 0XAB#define SIGNAL_FLIP_TIME 10 //每隔100ms翻转一次读卡信号#define REPEAT_TIME 5 //500ms后重复读卡#define CLEAR_CARD_TIME 20 //2S后清除卡号数据#define MANCHEST_TIME 5sbit PULSE = P3^2;sbit RFEN = P3^5; //曼彻斯特解码脉冲信号sbit MANCHEST0= P3^2; //wiegand0sbit MANCHEST1= P3^3; //wiegand1uchar code CheckingTab[32]={ //接收到10组卡号的偶校验0X00,0X01,0X01,0X00,0X01,0X00,0X00,0X01, //这里数值是低五位的偶校验值0X01,0X00,0X00,0X01,0X00,0X01,0X01,0X00,0X01,0X00,0X00,0X01,0X00,0X01,0X01,0X00,0X00,0X01,0X01,0X00,0X01,0X00,0X00,0X01};uchar WGCardBuf[5]; //卡号uchar CopyCardBuf[5]; //备份卡号uchar ManchestBuf[11]; //暂存接收到的11组数据uchar idata g_ucManchestTime = MANCHEST_TIME; //uchar idata g_ucDWithCardTime= 0; //隔500ms处理该卡号uchar idata g_ucPreambleFlag = 0;uchar idata g_ucERAgainTimer = 0; //每隔100ms翻转一次RFENuchar idata g_ucStoreGroupCnt= 0; //接收到几组数据，这里为11组才可能正确uchar idata g_ucEGroupBitCnt = 0; //每组数据有5个为，5=4位卡号+1位偶校验uchar idata g_ucPreambleCount= 0; //9位为1的引导码uchar idata g_ucRemvoeCardTime=0; //隔多久清除以前的卡号数据，这里为3s2、Manchest初始化/******************************************************************** 函数原型：ManchestInit功能：曼彻斯特解码变量初始化输入：无输出：无说明：无*-------------------------------------------------------------------- *修改时间| 修改者| 备注*-------------------------------------------------------------------- *2012-02-14 Oscar First********************************************************************/ void ManchestInit(void) //初始化读卡参数{RFEN = 1;g_ucPreambleFlag = 0;g_ucStoreGroupCnt = 0;g_ucEGroupBitCnt = 5;g_ucPreambleCount = 9;g_ucERAgainTimer = SIGNAL_FLIP_TIME;}3、Manchest解码信号翻转/******************************************************************** 函数原型：ProcessManchestSignal功能：manchest解码的翻转信号输入：无输出：无说明：无*-------------------------------------------------------------------- *修改时间| 修改者| 备注*-------------------------------------------------------------------- *2012-02-14 Oscar First********************************************************************/ void ProcessManchestSignal(void){if((g_ucDWithCardTime!=0)&&(--g_ucDWithCardTime==0)){}if((g_ucRemvoeCardTime!=0)&&(--g_ucRemvoeCardTime==0)){CopyCardBuf[0] = 0; //清除卡号缓冲区CopyCardBuf[1] = 0;CopyCardBuf[2] = 0;CopyCardBuf[3] = 0;CopyCardBuf[4] = 0;}RFEN = ~RFEN;g_ucPreambleFlag = 0;g_ucPreambleCount= 9;if(RFEN){EX0 = 1;EX1 = 1;}else{EX0 = 0;EX1 = 0;}}4、过滤错误的卡号/******************************************************************** 函数原型：CalibrationCardData功能：一张卡号，如果出现全部相同的数字或者该卡号只有两种数据，则认为是错误的卡号。

一种简便的ID卡曼彻斯特解码方法我这里介绍的是常用的125KHz的ID卡。

ID卡内固化了64位数据，由5个区组成：9个引导位、10个行偶校验位“PO～P9′’、4个列偶校验位“PC0～PC3”、40个数据位“D00～D93”和1个停止位S0。

9个引导位是出厂时就已掩膜在芯片内的，其值为“111111111”，当它输出数据时，首先输出9个引导位，然后是10组由4个数据位和1个行偶校验位组成的数据串，其次是4个列偶校验位，最后是停止位“0”。

“D00～D13”是一个8位的晶体版本号或ID识别码。

“D20～D93”是8组32位的芯片信息，即卡号。

注意校验位都是偶校验，网上有些资料写的是奇校验，很明显是错的，如果是奇校验的话，在一个字节是FF 的情况下，很容易就出现9个1，这样引导位就不是唯一的了，也就无法判断64位数据的起始位了。

数据结构如下图：我读的一个ID卡数据是111111111 10001 00101 00000 00011 00000 01010 00000 11011 00110 01100 01100，对应的ID卡号是01050d36。

ID卡数据采用曼彻斯特编码，1对应着电平下跳，0对应着电平上跳。

每一位数据的时间宽度都是一样的（1T）。

由于电路参数的差别，时间宽度要实际测量。

解码芯片采用U2270B，单片机采用89S52。

U2270B的输出脚把解码得到的曼彻斯特码输出到89S52的INT脚。

在89S52的外部中断程序中完成解码。

在没有ID卡在读卡器射频范围内时，U2270B的输出脚会有杂波输出，ID卡进入读卡器射频范围内后，会循环发送64位数据，直到ID卡离开读卡器的有效工作区域。

根据ID卡的数据结构，64位数据的最后一位停止位是0。

最开始的9位引导位是1，可以把0111111111做为引导码。

也就是说在ID卡进入读卡器工作范围后，丢掉ID卡发送的第一个64位码，检测最后1位0，然后检测ID卡发送的第2个64位码的9个引导码111111111，引导码检测成功后，解码剩余的55位码。

曼彻斯特解码原则+125K EM4100系列RFID卡解码源程序分析曼彻斯特解码原则1.曼彻斯特编码曼彻斯特编码（Manchester Encoding），也叫做相位编码(PE)，是一个同步时钟编码技术，被物理层使用来编码一个同步位流的时钟和数据。

曼彻斯特编码被用在以太网媒介系统中。

曼彻斯特编码提供一个简单的方式给编码简单的二进制序列而没有长的周期没有转换级别，因而防止时钟同步的丢失，或来自低频率位移在贫乏补偿的模拟链接位错误。

在这个技术下，实际上的二进制数据被传输通过这个电缆，不是作为一个序列的逻辑1或0来发送的（技术上叫做反向不归零制(NRZ)）。

相反地，这些位被转换为一个稍微不同的格式，它通过使用直接的二进制编码有很多的优点。

曼彻斯特编码，常用于局域网传输。

在曼彻斯特编码中，每一位的中间有一跳变，位中间的跳变既作时钟信号，又作数据信号；从高到低跳变表示"1"，从低到高跳变表示"0"。

还有一种是差分曼彻斯特编码，每位中间的跳变仅提供时钟定时，而用每位开始时有无跳变表示"0"或"1"，有跳变为"0"，无跳变为"1"。

对于以上电平跳变观点有歧义：关于曼彻斯特编码电平跳变，在雷振甲编写的＜＜网络工程师教程＞＞中对曼彻斯特编码的解释为：从低电平到高电平的转换表示1，从高电平到低电平的转换表示0，模拟卷中的答案也是如此，张友生写的考点分析中也是这样讲的，而《计算机网络（第4版）》中（P232页）则解释为高电平到低电平的转换为1，低电平到高电平的转换为0。

清华大学的《计算机通信与网络教程》《计算机网络（第4版）》采用如下方式：曼彻斯特编码从高到低的跳变是0 从低到高的跳变是1。

两种曼彻斯特编码是将时钟和数据包含在数据流中，在传输代码信息的同时，也将时钟同步信号一起传输到对方，每位编码中有一跳变，不存在直流分量，因此具有自同步能力和良好的抗干扰性能。

1.5.什么叫“综合”？一般“综合”包含哪些过程？答：在电子设计领域中“综合”的概念可以表示为：将用行为和功能层次表达的电子系统转换为低层次的便于具体实现的模块组合装配的过程。

综合包含的过程：对VHDL或Verilog HDL进行处理分析，并将其转换成电路结构或模块，这时不考虑实际器件实现，即完全与硬件无关，这个过程是一个通用电路原理图形成的过程：第2步，对实际实现目标器件的结构进行优化，并使之满足各种约束条件，优化关键路径，等等。

2.10 使用Quartus II的 Mega Wizard Plug-In Manager宏功能模块中的PLL设计一个能实现图题2.10波形的电路元件(包括一个VHDL文件和一个*.bsf原理图图标)。

其中：inclk0为电路的主频输入端，频率为50MHz；areset为异步置位端，c2和主频inclk0同频率。

c1为主频inclk0的倍频输出信号。

C0为c2的反相信号。

Locked为相位控制信号，也是输出使能控制信号。

（ 2014am）3.20 试用VHDL 语言设计一个曼彻斯特编码器。

已知有时钟信号clk_d、时钟的倍频信号clk及时钟的反相信号clk_dn。

串行数据输入为data_s,编码输出为mcode_out,输出使能信号为clk_lock_in,高电平有效（2012am）（2013am）（2014am）提示：曼彻斯特码(Manchester Code)又称为数字双相码或分相码(Split-phase Code)。

它的编码规则是:用分别持续半个码元周期的正（高）、负（低）电平组合表示信码“1”;用分别持续半个码元周期的负（低）、正（高）电平组合表示信码“0”。

图题3.20 用倍频时钟设计Manchester Code图题3.20 用双时钟设计Manchester Code 的仿真结果hsu_manchester_code_vmodule hsu_manchester_code_v ( clk,clk_d,clk_dn,data_s,clk_lock_in,mcode_out); input clk,clk_d,clk_dn,data_s,clk_lock_in;output mcode_out;reg mcode_out;reg temp_mcode_out;reg temp_mcode_out_ddn;always ( posedge clk or posedge clk_lock_in )beginif (clk_lock_in==1'b1)if (data_s==1'b1)temp_mcode_out<=clk_d;elsetemp_mcode_out<=1'b0;elsetemp_mcode_out=1'b0;endalways ( posedge clk or posedge clk_lock_in )beginif (clk_lock_in==1'b1)if (data_s==1'b0)temp_mcode_out_ddn<=clk_dn;elsetemp_mcode_out_ddn<=1'b0;elsetemp_mcode_out_ddn=1'b0;Endalways ( posedge clk or posedge clk_lock_in )beginif (clk_lock_in==1'b1)mcode_out<=temp_mcode_out;temp_mcode_out_ddn;elsemcode_out<=1'b0;endendmodule3.21 试用VHDL 语言设计一个求两个数中最大值的程序，要求用函数调用的方法设计。

曼彻斯特解码原则+125K EM4100系列RFID卡解码源程序分析曼彻斯特解码原则1.曼彻斯特编码曼彻斯特编码（Manchester Encoding），也叫做相位编码(PE)，是一个同步时钟编码技术，被物理层使用来编码一个同步位流的时钟和数据。

曼彻斯特编码被用在以太网媒介系统中。

曼彻斯特编码提供一个简单的方式给编码简单的二进制序列而没有长的周期没有转换级别，因而防止时钟同步的丢失，或来自低频率位移在贫乏补偿的模拟链接位错误。

在这个技术下，实际上的二进制数据被传输通过这个电缆，不是作为一个序列的逻辑1或0来发送的（技术上叫做反向不归零制(NRZ)）。

相反地，这些位被转换为一个稍微不同的格式，它通过使用直接的二进制编码有很多的优点。

曼彻斯特编码，常用于局域网传输。

在曼彻斯特编码中，每一位的中间有一跳变，位中间的跳变既作时钟信号，又作数据信号；从高到低跳变表示"1"，从低到高跳变表示"0"。

还有一种是差分曼彻斯特编码，每位中间的跳变仅提供时钟定时，而用每位开始时有无跳变表示"0"或"1"，有跳变为"0"，无跳变为"1"。

对于以上电平跳变观点有歧义：关于曼彻斯特编码电平跳变，在雷振甲编写的＜＜网络工程师教程＞＞中对曼彻斯特编码的解释为：从低电平到高电平的转换表示1，从高电平到低电平的转换表示0，模拟卷中的答案也是如此，张友生写的考点分析中也是这样讲的，而《计算机网络（第4版）》中（P232页）则解释为高电平到低电平的转换为1，低电平到高电平的转换为0。

清华大学的《计算机通信与网络教程》《计算机网络（第4版）》采用如下方式：曼彻斯特编码从高到低的跳变是0 从低到高的跳变是1。

两种曼彻斯特编码是将时钟和数据包含在数据流中，在传输代码信息的同时，也将时钟同步信号一起传输到对方，每位编码中有一跳变，不存在直流分量，因此具有自同步能力和良好的抗干扰性能。

基于FPGA的曼彻斯特编解码器设计摘要：曼彻斯特码是一种性能良好的数字基带信号传输码，在工作原理的基础上，运用FPGA技术，利用VHDL设计完成曼彻斯特编解码器并用软件MAX +plusⅡ进行仿真，仿真结果与理论分析一致。

关键词：FPGA；VHDL；曼彻斯特码；编码器；解码器0引言曼彻斯特码简明有效时序却比较复杂，特别是在编码器接口的设计上需要大量的逻辑电路，FPGA的出现正好缓解了这个难题。

由于FPGA具有开发周期短、开发费用低、集成度高、性能稳定、结构灵活、成品不需要测试等诸多特点，所以越来越多的科学技术人员选择运用FPGA技术来进行电子电路的设计[1]。

1FPGA原理及开发工具1.1FPGA原理FPGA采用了逻辑单元阵列LCA（Logic Cell Array）这样一个新概念，其内部包括3个部分：输入输出模块IOB（Input Output Block）、可配置逻辑模块CLB（Configurable Logic Block）以及内部连线（Interconnect）[2]。

FPGA是由存放在片内RAM中的程序来设置其工作状态的，所以工作时要对片内RAM进行编程。

用户能够根据不同的配置模式来选择不同的编程方式。

加电的时候，FPGA需要将EPROM中的数据读入片内编程RAM中，配置完成后FPGA就进入工作状态。

因为掉电以后FPGA会恢复成白片，内部的逻辑关系会全部消失，所以FPGA 能够反复使用。

另外，FPGA的编程不需要专门的FPGA编程器，只需要用通用的EPROM、PROM编程器就可以解决，当需要修改FPGA 的功能时，换一片EPROM就能够达到效果。

同一片FPGA，不同的编程数据，能够产生不同的电路功能。

所以FPGA的使用十分灵活[3]。

1.2MAX +plusⅡ软件MAX +plusⅡ软件是由美国的Altera公司负责研究开发的。

MAX +plusⅡ作为一种EDA软件，提供了业界唯一一个真正与结构没有关系的、全部集成化的可编程的设计环境，它为设计者提供了丰富的库单元，使设计者能够随时调用[4]。

曼彻斯特解码1、变量定义 (2)2、Manchest初始化 (2)3、Manchest解码信号翻转 (3)4、过滤错误的卡号 (4)5、获取正确的卡号 (5)6、Manchest获取卡号数据 (6)7、通过中断采样获取刷卡数据 (9)1、变量定义#define TH1_370US_H 0XFE //晶振11.0592MHZ，12T模式#define TL1_370US_L 0XAB#define SIGNAL_FLIP_TIME 10 //每隔100ms翻转一次读卡信号#define REPEAT_TIME 5 //500ms后重复读卡#define CLEAR_CARD_TIME 20 //2S后清除卡号数据#define MANCHEST_TIME 5sbit PULSE = P3^2;sbit RFEN = P3^5; //曼彻斯特解码脉冲信号sbit MANCHEST0= P3^2; //wiegand0sbit MANCHEST1= P3^3; //wiegand1uchar code CheckingTab[32]={ //接收到10组卡号的偶校验0X00,0X01,0X01,0X00,0X01,0X00,0X00,0X01, //这里数值是低五位的偶校验值0X01,0X00,0X00,0X01,0X00,0X01,0X01,0X00,0X01,0X00,0X00,0X01,0X00,0X01,0X01,0X00,0X00,0X01,0X01,0X00,0X01,0X00,0X00,0X01};uchar WGCardBuf[5]; //卡号uchar CopyCardBuf[5]; //备份卡号uchar ManchestBuf[11]; //暂存接收到的11组数据uchar idata g_ucManchestTime = MANCHEST_TIME; //uchar idata g_ucDWithCardTime= 0; //隔500ms处理该卡号uchar idata g_ucPreambleFlag = 0;uchar idata g_ucERAgainTimer = 0; //每隔100ms翻转一次RFENuchar idata g_ucStoreGroupCnt= 0; //接收到几组数据，这里为11组才可能正确uchar idata g_ucEGroupBitCnt = 0; //每组数据有5个为，5=4位卡号+1位偶校验uchar idata g_ucPreambleCount= 0; //9位为1的引导码uchar idata g_ucRemvoeCardTime=0; //隔多久清除以前的卡号数据，这里为3s2、Manchest初始化/******************************************************************** 函数原型：ManchestInit功能：曼彻斯特解码变量初始化输入：无输出：无说明：无*-------------------------------------------------------------------- *修改时间| 修改者| 备注*-------------------------------------------------------------------- *2012-02-14 Oscar First********************************************************************/ void ManchestInit(void) //初始化读卡参数{RFEN = 1;g_ucPreambleFlag = 0;g_ucStoreGroupCnt = 0;g_ucEGroupBitCnt = 5;g_ucPreambleCount = 9;g_ucERAgainTimer = SIGNAL_FLIP_TIME;}3、Manchest解码信号翻转/******************************************************************** 函数原型：ProcessManchestSignal功能：manchest解码的翻转信号输入：无输出：无说明：无*-------------------------------------------------------------------- *修改时间| 修改者| 备注*-------------------------------------------------------------------- *2012-02-14 Oscar First********************************************************************/ void ProcessManchestSignal(void){if((g_ucDWithCardTime!=0)&&(--g_ucDWithCardTime==0)){}if((g_ucRemvoeCardTime!=0)&&(--g_ucRemvoeCardTime==0)){CopyCardBuf[0] = 0; //清除卡号缓冲区CopyCardBuf[1] = 0;CopyCardBuf[2] = 0;CopyCardBuf[3] = 0;CopyCardBuf[4] = 0;}RFEN = ~RFEN;g_ucPreambleFlag = 0;g_ucPreambleCount= 9;if(RFEN){EX0 = 1;EX1 = 1;}else{EX0 = 0;EX1 = 0;}}4、过滤错误的卡号/******************************************************************** 函数原型：CalibrationCardData功能：一张卡号，如果出现全部相同的数字或者该卡号只有两种数据，则认为是错误的卡号。

基于FPGA的曼彻斯特码功能实现技术茅飞;朱昊;朱兴华;朱志勇【摘要】随着曼彻斯特码的应用场合不断扩展,对曼彻斯特编解码的研究与应用也在不断深入和扩展,基于CYCLONE Ⅱ系列FPGA芯片,利用VHDL硬件描述语言和Quartus Ⅱ 9.0开发环境,完成了曼彻斯特编解码模块的设计.在编解码模块的复位单元中使用了异步复位、同步释放的双缓冲电路,降低了异步复位发生亚稳态的概率和减少了同步复位的资源消耗.经过数字仿真波形分析,验证了设计方法的可行性和正确性.【期刊名称】《机电产品开发与创新》【年(卷),期】2011(024)006【总页数】3页(P148-150)【关键词】曼彻斯特码;现场可编程门阵列;编解码模块【作者】茅飞;朱昊;朱兴华;朱志勇【作者单位】南京康尼电子科技有限公司,江苏南京210013;南京工程学院先进数控技术江苏省高校重点建设实验室,江苏南京211167;常州大学机械工程学院,江苏常州213016;南京康尼电子科技有限公司,江苏南京210013【正文语种】中文【中图分类】TN910 引言曼彻斯特 (Manchester)码又称裂相码、双向码，是信道编码的一种码型，已广泛应用在数控测井、安全系统、环境控制系统和车辆总线等领域。

对曼彻斯特码应用的研究也逐渐深入和扩展，如孙枫叶等人研究了曼彻斯特编码在RFID（Radio Frequency Identification，射频识别系统）电子标签中的应用[1]，陈志颖研究了曼彻斯特解码在列车控制中心数据传输中的应用[2]，张淑玲等人研究了曼彻斯特解码在测井数据传输中的应用[3]等。

目前常用的曼彻斯特编解码器是由美国英特锡尔（Intersil）公司生产的HD6408和HD6409集成芯片，但其最高传输速率只有1MB/s，且需要辅助电路实现串并转换和并串转换功能，无形中影响了工作效率和使用成本。

鉴于此，有学者研究了高速单片机实现曼彻斯特编解码功能的应用[4]，然而一直被功能可维护性、可移植性和系统可升级等问题困扰，随着半导体技术的快速发展和生产工艺水平的不断提高，FPGA（Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）[7]和 CPLD（Complex Programmable Logic Device，复杂可编程逻辑器件）[5,6]实现曼彻斯特编解码功能的应用芯片凭借其在性能和密度方面的提高和具有性能高、密度高、电压低、功耗低、可靠性高等优点脱颖而出，本文介绍了基于FPGA的曼彻斯特编解码功能的实现方法和技术。

曼彻斯特码编解码原理曼彻斯特编码，也叫做相位编码(PE)，是⼀个同步时钟编码技术，在以太⽹媒介系统中，被物理层使⽤来编码⼀个同步位流的时钟和数据。

它的每⼀个数据⽐特都是由⾄少⼀次电压转换的形式所表⽰的。

曼彻斯特编码因此被认为是⼀种⾃定时码。

⾃定时意味着数据流的精确同步是可⾏的。

每⼀个⽐特都准确的在⼀个预先定义时间时期的时间中被传送。

这样的编码⽅式可以在长时间没有电平跳变的情况下，仍然对任意的⼆进制数据进⾏编码，并且防⽌在这种情况下同步时钟信号的丢失以及防⽌低通模拟电路中低频直流飘移所引起的⽐特错误。

同时，如果保证传送的编码交流信号的直流分量为零并且能够防⽌中继信号的基线漂移，那么就很容易实现信号的恢复和防⽌能量的浪费。

另外，曼彻斯特码还具有丰富的位定时信息。

原理：曼彻斯特码是通过电平的跳变来对⼆进制数据“0”和“1”进⾏编码的，对于何种电平跳变对应何种数据，实际上有两种不同的数据约定：第⼀种约定是由G. E. Thomas，Andrew S. Tanenbaum等⼈在1949年提出的，它规定“0”是由低到⾼的电平跳变表⽰，“1”是由⾼到低的电平跳变；第⼆种约定则是在IEEE802.4(令牌总线)以及IEEE 802.3 (以太⽹)中规定，按照这样的说法，由低到⾼的电平跳变表⽰“1”，由⾼到低的电平跳变表⽰“0”。

在实际⼯程上，这两种约定在⼀定范围内均有应⽤。

为了便于描述，若⽆特殊说明，曼彻斯特码的编码规则均采⽤第⼆种约定，即从低电平跳变到⾼电平表⽰“1”，从⾼电平跳变到低电平表⽰“0”。

普通数字信号与曼彻斯特编码对⽐如图。

优点：数据和同步时钟统⼀编码，曼码中含有丰富的时钟信号，直流分量基本为零，接收器能够较容易恢复同步时钟，并同步解调出数据，具有很好的抗⼲扰性能，这使它更适合于信道传输。

曼彻斯特编码器的设计对⽐普通⼆进制码的波形和曼彻斯特码的波形可知，曼彻斯特码在⼀个码元的开始时刻要对普通信号进⾏⼀次采样，并且有可能会发⽣⼀次跳变，在码元的中间位置⼀定发⽣跳变，因此编码信号的频率是数据时钟频率的两倍。

中南大学本科生毕业论文（设计）题目曼彻斯特编解码电路设计学生姓名李天栋指导教师肖大光娄田心学院信息科学与工程学院专业班级通信工程03级2班完成时间2007年5月目录目录 (I)摘要 (IV)ABSTRACT (V)第一章绪论 (6)1.1项目背景 (6)1.2项目研究内容和任务 (6)1.3论文各部分主要内容 (6)第二章曼彻斯特码的原理及其编码规则 (8)2.1曼彻斯特码简介及其编码规则 (8)2.2曼彻斯特码原理 (8)2.3曼彻斯特码的应用范围 (10)2.3.1 曼彻斯特码在LAN中的应用 (12)2.3.2 曼彻斯特码在测井系统中的应用 (12)第三章曼彻斯特编解码方案 (14)3.1编码电路 (14)3.2解码电路 (20)3.3同步信号提取电路 (21)3.3.1 利用电压比较器整形曼码 (23)3.3.2 利用微分电路检出曼码跳变沿 (24)3.3.3 全波整流电路 (26)3.3.4 窄带滤波电路 (29)3.3.5 锁相环 (32)第四章运用VHDL语言对同步方法仿真 (35)4.1VHDL语言简介 (35)4.2VHDL语言仿真 (35)第五章 PROTEL软件绘制电路图简介 (38)5.1P ROTEL软件简介 (38)5.2电路图绘制 (38)第六章结论与展望 (41)参考文献 (42)致谢 (43)附录 (44)摘要在电信领域，曼彻斯特码是一种数据通讯线性码，它的每一个数据比特都是由至少一次电压转换的形式所表示的。

曼彻斯特编码因此被认为是一种自定时码。

自定时意味着数据流的精确同步是可行的。

每一个比特都准确的在一预先定义时间时期的时间中被传送。

曼彻斯特编码已经被许多高效率且被广泛使用的电信标准所采用，例如以太网电讯标准. 曼彻斯特编码是一种超越传统数字传输的信道编码技术，由于其具有隐含时钟、去除了零频率信号的特性使得它在石油勘探测井中得到广泛的应用。

报告论述了曼彻斯特码的原理，介绍了其编码规则。

曼彻斯特码编解码的FPGA设计与实现首先，我们需要了解曼彻斯特编码的原理。

曼彻斯特编码将原始数据流分为两个时钟周期，每个时钟周期分为两个等时长的时间片。

根据原始数据的高低电平来确定时间片内信号的取值。

如果原始数据为0，则在时间片的中间边沿处信号发生跳变；如果原始数据为1，则在时间片的开始边沿处信号发生跳变。

编码后的数据流中，跳变表示1，不跳变表示0。

接下来，我们将使用FPGA设计和实现曼彻斯特码编解码器。

首先，我们需要在FPGA上实现一个时钟产生器，用于生成系统的时钟信号。

然后，我们可以使用FPGA上的逻辑门和触发器来实现曼彻斯特编解码逻辑。

对于曼彻斯特编码器，我们可以使用一个D触发器和一个异或门来实现。

D触发器的输入连接到原始数据流，时钟信号作为时钟输入。

异或门的一个输入连接到D触发器的输出，另一个输入连接到D触发器的Q输出。

异或门的输出即为编码后的数据流。

对于曼彻斯特解码器，我们可以使用两个D触发器和一个与门来实现。

第一个D触发器的输入连接到编码后的数据流，时钟信号作为时钟输入。

第二个D触发器的输入连接到第一个D触发器的Q输出，时钟信号作为时钟输入。

与门的一个输入连接到第一个D触发器的Q输出，另一个输入连接到第二个D触发器的Q输出。

与门的输出即为解码后的数据流。

在设计和实现时，我们需要注意时钟的频率和时序的约束。

FPGA提供了丰富的开发工具和资源，我们可以使用Verilog或VHDL等HDL语言进行设计和仿真。

使用FPGA开发板进行验证和测试时，可以将编解码器的输入和输出连接到开发板的IO接口上，通过外部设备进行数据输入和输出，然后通过开发板上的LED或显示屏等显示解码结果。

总结而言，曼彻斯特码编解码的FPGA设计和实现需要借助FPGA的逻辑门和触发器等资源，使用Verilog或VHDL等HDL语言进行设计和仿真，最终通过开发板进行验证和测试。

通过这种方式，我们可以实现高效可靠的曼彻斯特码编解码器，满足通信系统对于数据传输的需求。