MSPM0L1306小练之串口曼彻斯特编码

1万 · 2023-9-23 20:38

1、什么是曼彻斯特编码？

曼彻斯特编码也称为相位编码，是一种同步时钟编码技术。通过电平的高低转换来表示“0”或“1”，每一位的中间有一个跳变的动作，这个动作既作时钟信号，又作数据信号，但因为每一个码元都被调成两个电平，所以数据传输速率只有调制速率的1/2，其编码效率为50%。常用于局域网传输！

表示方法：

第一种G. E. Thomas, Andrew S. Tanenbaum1949年提出的：

位中间电平从低到高跳变表示"0"。

位中间电平从高到低跳变表示"1"；

第二种IEEE 802.4(令牌总线)和低速版的IEEE 802.3(以太网)中规定：

位中间电平从低到高跳变表示"1"。

位中间电平从高到低跳变表示"0"；

1万 · 2023-9-23 21:17

2、曼彻斯特编码有什么优缺点
2.1 优点

跳变能够传递同步时钟信息，无需另发时钟同步信号，不含直流分量，具有很好的抗干扰性能，这使它更适合于信道传输。

2.2 不足

数据传输率只有信号速率的 1/2。

2.3. 位同步信号

曼切斯特编码的每个比特位在时钟周期内只占一半，当传输“1”时，在时钟周期的前一半为高电平，后一半为低电平；而传输“0”时正相反。这样，每个时钟周期内必有一次跳变，这种跳变就是位同步信号。

1万 · 2023-9-23 21:19

3、为什么需要曼彻斯特编码
数字通讯中，通常高电平表示1，低电平表示0。
非常容易理解。
问题来了：
如果一直输出1，或者一直输出0，
电平没有一点变化，是数据，还是系统有问题呢？
并且长时间的输入1，或者0，时间长了，我们的时钟是由误差的，到底是100万个1，还是100万零一个1呢？
时钟没有理想的准确度的，或许有1%，或者千分之一的误差的。
把0定义为上升沿，1定义为下降沿。并且是在每一位传输的中间的上升或者下降，那么，对于时钟的准确性要求就很低了。
5%不到的准确性就能够进行准确的判断了。

1万 · 2023-9-24 07:05

4、曼彻斯特编码的应用
应用于以太网中
以太网是互联网传输数据最广泛的一种局域网。其物理层采用曼彻斯特编码方式，使得数据在传输时不需要时钟同步，且具有误码检测能力。由于以太网数传速度快、稳定性强，因此在很多企业、学校、机关等场所都得到了广泛应用。而曼彻斯特编码的特点也是其应用于以太网中不可替代的重要原因之一。

应用于无线传输中
曼彻斯特编码不仅应用于有线传输，同样也适用于无线传输。由于无线信号的传输环境复杂多变，需要一种自同步的编码方式来保证数据正常传输。曼彻斯特编码通过将每一个数据位拆分成两个部分，从而保证了数据能够自行同步。目前，曼彻斯特编码已经被应用于许多无线通信标准，如蓝牙、Wi-Fi等。

应用于航空电子设备中
航空电子设备是指在民航、军航中使用的各种传感器、雷达、导航设备等。由于航空电子设备在工作时需要承受大气层冲击、温度变化等极端环境，因此要求其工作稳定可靠。曼彻斯特编码具有误码检测能力，且能够在无需时钟同步的情况下保证数据传输的稳定性，因此被广泛应用于航空电子设备中。

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