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3.1.11 Generatore di Codice Morse
===================================

Introduzione
-----------------

In questa lezione, realizzeremo un generatore di codice Morse, dove puoi 
digitare una serie di lettere in inglese sul Raspberry Pi per farle apparire 
come codice Morse.

Componenti
---------------

.. image:: img/3.1.10.png
    :align: center

Schema Elettrico
-----------------------

============ ======== ======== ===
T-Board Name physical wiringPi BCM
GPIO17       Pin 11   0        17
GPIO22       Pin 15   3        22
============ ======== ======== ===

.. image:: img/Schematic_three_one11.png
   :align: center

Procedure Sperimentali
----------------------------

**Passo 1:** Costruisci il circuito. (Presta attenzione ai poli del 
buzzer: il polo positivo è contrassegnato con +, l'altro è il polo negativo.)

.. image:: img/image269.png
   :width: 800

**Per Utenti Linguaggio C**
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^

**Passo 2**: Apri il file del codice.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    cd ~/davinci-kit-for-raspberry-pi/c/3.1.11/

**Passo 3**: Compila il codice.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    gcc 3.1.11_MorseCodeGenerator.c -lwiringPi

**Passo 4**: Esegui il file eseguibile sopra.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block:: 

    sudo ./a.out

Dopo l'avvio del programma, digita una serie di caratteri e il 
buzzer e il LED invieranno i segnali corrispondenti in codice Morse.

.. note::

    Se il programma non funziona dopo l'esecuzione o compare un messaggio di errore: \"wiringPi.h: File o directory non trovato\", consulta :ref:`Il codice C non funziona?`.


**Spiegazione del Codice**

.. code-block:: c

    struct MORSE{
        char word;
        unsigned char *code;
    };

    struct MORSE morseDict[]=
    {
        {'A',"01"}, {'B',"1000"}, {'C',"1010"}, {'D',"100"}, {'E',"0"}, 
        {'F',"0010"}, {'G',"110"}, {'H',"0000"}, {'I',"00"}, {'J',"0111"}, 
        {'K',"101"}, {'L',"0100"}, {'M',"11"}, {'N',"10"}, {'O',"111"}, 
        {'P',"0110"}, {'Q',"1101"}, {'R',"010"}, {'S',"000"}, {'T',"1"},
        {'U',"001"}, {'V',"0001"}, {'W',"011"}, {'X',"1001"}, {'Y',"1011"}, 
        {'Z',"1100"},{'1',"01111"}, {'2',"00111"}, {'3',"00011"}, {'4',"00001"}, 
        {'5',"00000"},{'6',"10000"}, {'7',"11000"}, {'8',"11100"}, {'9',"11110"},
        {'0',"11111"},{'?',"001100"}, {'/',"10010"}, {',',"110011"}, {'.',"010101"},
        {';',"101010"},{'!',"101011"}, {'@',"011010"}, {':',"111000"}
    };

Questa struttura MORSE è il dizionario del codice Morse, che contiene i 
caratteri da A-Z, i numeri 0-9 e i simboli \"?\" \"/\" \":\" \",\" \".\" \";\" \"!\" \"@\".

.. code-block:: c

    char *lookup(char key,struct MORSE *dict,int length)
    {
        for (int i=0;i<length;i++)
        {
            if(dict[i].word==key){
                return dict[i].code;
            }
        }    
    }

La funzione **lookup()** serve per "consultare il dizionario". Definisce 
una **key**, ricerca le parole identiche nella struttura **morseDict** e 
restituisce il corrispondente codice Morse.

.. code-block:: c

    void on(){
        digitalWrite(ALedPin,HIGH);
        digitalWrite(BeepPin,HIGH);     
    }

Crea la funzione on() per attivare il buzzer e il LED.

.. code-block:: c

    void off(){
        digitalWrite(ALedPin,LOW);
        digitalWrite(BeepPin,LOW);
    }

La funzione off() disattiva il buzzer e il LED.

.. code-block:: c

    void beep(int dt){
        on();
        delay(dt);
        off();
        delay(dt);
    }

Definisci la funzione beep() per fare in modo che il buzzer e il LED 
emettano segnali a intervalli di **dt**.

.. code-block:: c

    void morsecode(char *code){
        int pause = 250;
        char *point = NULL;
        int length = sizeof(morseDict)/sizeof(morseDict[0]);
        for (int i=0;i<strlen(code);i++)
        {
            point=lookup(code[i],morseDict,length);
            for (int j=0;j<strlen(point);j++){
                if (point[j]=='0')
                {
                    beep(pause/2);
                }else if(point[j]=='1')
                {
                    beep(pause);
                }
                delay(pause);
            }
        }
    }

La funzione morsecode() processa il codice Morse dei caratteri di input, 
facendo in modo che i segnali "1" durino più a lungo e quelli "0" siano 
brevi, ad esempio, digitando "SOS" si otterrà un segnale di tre brevi, 
tre lunghi e tre brevi " · · · - - - · · · ".

.. code-block:: c

    int toupper(int c)
    {
        if ((c >= 'a') && (c <= 'z'))
            return c + ('A' - 'a');
        return c;
    }
    char *strupr(char *str)
    {
        char *orign=str;
        for (; *str!='\0'; str++)
            *str = toupper(*str);
    return orign;
    }

Prima della codifica, è necessario convertire tutte le lettere in maiuscole.

.. code-block:: c

    void main(){
        setup();
        char *code;
        int length=8;
        code = (char*)malloc(sizeof(char)*length);
        while (1){
            printf("Please input the messenger:");
            delay(100);
            scanf("%s",code);
            code=strupr(code);
            printf("%s\n",code);
            delay(100);
            morsecode(code);
        }
    }

Quando digiti i caratteri con la tastiera, code = strupr(code) converte 
le lettere inserite in maiuscole.

La funzione Printf() stampa quindi il testo chiaro sullo schermo, e la 
funzione morsecod() fa sì che il buzzer e il LED emettano il codice Morse.

Nota: la lunghezza del carattere in input non deve superare il valore 
di **length** (può essere modificato).

**Per Utenti Python**
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^

**Passo 2**: Apri il file del codice.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    cd ~/davinci-kit-for-raspberry-pi/python

**Passo 3**: Esegui.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    sudo python3 3.1.11_MorseCodeGenerator.py

Dopo l'avvio del programma, digita una serie di caratteri, e il buzzer e il 
LED invieranno i segnali Morse corrispondenti.

**Codice**

.. note::

    Puoi **Modificare/Reset/Copiare/Eseguire/Fermare** il codice qui sotto. 
    Tuttavia, prima di farlo, è necessario accedere al percorso del codice 
    sorgente come ``davinci-kit-for-raspberry-pi/python``.

.. code-block:: python

    import RPi.GPIO as GPIO
    import time

    BeepPin=22
    ALedPin=17

    MORSECODE = {
        'A':'01', 'B':'1000', 'C':'1010', 'D':'100', 'E':'0', 'F':'0010', 'G':'110',
        'H':'0000', 'I':'00', 'J':'0111', 'K':'101', 'L':'0100', 'M':'11', 'N':'10',
        'O':'111', 'P':'0110', 'Q':'1101', 'R':'010', 'S':'000', 'T':'1',
        'U':'001', 'V':'0001', 'W':'011', 'X':'1001', 'Y':'1011', 'Z':'1100',
        '1':'01111', '2':'00111', '3':'00011', '4':'00001', '5':'00000',
        '6':'10000', '7':'11000', '8':'11100', '9':'11110', '0':'11111',
        '?':'001100', '/':'10010', ',':'110011', '.':'010101', ';':'101010',
        '!':'101011', '@':'011010', ':':'111000',
        }

    def setup():
        GPIO.setmode(GPIO.BCM)
        GPIO.setup(BeepPin, GPIO.OUT, initial=GPIO.LOW)
        GPIO.setup(ALedPin,GPIO.OUT,initial=GPIO.LOW)

    def on():
        GPIO.output(BeepPin, 1)
        GPIO.output(ALedPin, 1)

    def off():
        GPIO.output(BeepPin, 0)
        GPIO.output(ALedPin, 0)

    def beep(dt):    # dt per il tempo di ritardo.
        on()
        time.sleep(dt)
        off()
        time.sleep(dt)

    def morsecode(code):
        pause = 0.25
        for letter in code:
            for tap in MORSECODE[letter]:
                if tap == '0':
                    beep(pause/2)
                if tap == '1':
                    beep(pause)
            time.sleep(pause)

    def main():
        while True:
            code=input("Please input the messenger:")
            code = code.upper()
            print(code)
            morsecode(code)

    def destroy():
        print("")
        GPIO.output(BeepPin, GPIO.LOW)
        GPIO.output(ALedPin, GPIO.LOW)
        GPIO.cleanup()  

    if __name__ == '__main__':
        setup()
        try:
            main()
        except KeyboardInterrupt:
            destroy()

**Spiegazione del Codice**

.. code-block:: python

    MORSECODE = {
        'A':'01', 'B':'1000', 'C':'1010', 'D':'100', 'E':'0', 'F':'0010', 'G':'110',
        'H':'0000', 'I':'00', 'J':'0111', 'K':'101', 'L':'0100', 'M':'11', 'N':'10',
        'O':'111', 'P':'0110', 'Q':'1101', 'R':'010', 'S':'000', 'T':'1',
        'U':'001', 'V':'0001', 'W':'011', 'X':'1001', 'Y':'1011', 'Z':'1100',
        '1':'01111', '2':'00111', '3':'00011', '4':'00001', '5':'00000',
        '6':'10000', '7':'11000', '8':'11100', '9':'11110', '0':'11111',
        '?':'001100', '/':'10010', ',':'110011', '.':'010101', ';':'101010',
        '!':'101011', '@':'011010', ':':'111000',
        }

Questa struttura MORSE è il dizionario del codice Morse, contenente
 i caratteri da A-Z, i numeri da 0-9 e i simboli come \"?\" \"/\" \":\" \",\" \".\" \";\" \"!\" \"@\".

.. code-block:: python

    def on():
        GPIO.output(BeepPin, 1)
        GPIO.output(ALedPin, 1)

La funzione on() attiva il buzzer e il LED.

.. code-block:: python

    def off():
        GPIO.output(BeepPin, 0)
        GPIO.output(ALedPin, 0)

La funzione off() è utilizzata per spegnere il buzzer e il LED.

.. code-block:: python

    def beep(dt):   # x for dalay time.
        on()
        time.sleep(dt)
        off()
        time.sleep(dt)

Definisce una funzione beep() per far emettere suoni e lampeggiare il 
buzzer e il LED in un certo intervallo di **dt**.

.. code-block:: python

    def morsecode(code):
        pause = 0.25
        for letter in code:
            for tap in MORSECODE[letter]:
                if tap == '0':
                    beep(pause/2)
                if tap == '1':
                    beep(pause)
            time.sleep(pause)

La funzione morsecode() processa il codice Morse dei caratteri di input, 
facendo in modo che i segnali "1" siano prolungati e quelli "0" siano brevi. 
Ad esempio, digitando "SOS", si ottiene un segnale di tre brevi, tre lunghi 
e tre brevi " · · · - - - · · · ".

.. code-block:: python

    def main():
        while True:
            code=input("Please input the messenger:")
            code = code.upper()
            print(code)
            morsecode(code)

Quando si digita il messaggio con la tastiera, upper() converte le 
lettere inserite in maiuscole.

La funzione Printf() stampa quindi il testo chiaro sullo schermo, e 
a funzione morsecode() fa sì che il buzzer e il LED emettano il codice Morse.

Immagine del Fenomeno
-----------------------

.. image:: img/image270.jpeg
   :align: center