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陶思良tase@163.com 原创文章，首发 www.hellocq.net 前言：
前些日子开发一个小玩意，由于体积限制，只能有一个按钮，而设置功能又比较多，无意中想到了morse code，就一只电键，千军万马都能呼来唤去，于是就萌发了用morse 按钮来控制设备的想法。在网上搜了一下，morse的解释器还真不少，下载了很多但没有我想要的，传统的方法是将.-（嘀嗒）形成01序列，然后再循环查找，但大多摆脱不了字符或字符串比较，单片机中字符串的操作是非常缓慢的，我是一个追求代码效率的人，就想简单，快捷，那些冗长的代码我看了看就放弃了！后来无意中找到了一种新的思路，就是下面我归纳的morse识别算法，（这里是归纳，不是创作）。它让我只用几百个字节就实现了morse代码的解释引擎，并且速度比传统的方法快很多，因为它没有二维查表，没有多重循环，也没有字符串或者字符的比较。最后这个小玩意非常好用，完全满足我的要求。(-.) n 开关机（防止误触发），(---)o 进入设置程序，(.)e 触发最常用的功能....
虽然很早就在hellocq.net 上注册了，但潜水多，冒泡少，更不要提贡献了，多年来就对cw通讯有所渴望，由于长期在生命线上挣扎，业余爱好只能搁置多年，近期有空重温旧梦，浸泡在www.hellocq.net 各个板块中，受益菲浅，突有灵感，想把近期对morse代码的理解写成文章，其中不免有错漏，请各位前辈批评指教。
正文：
我们把0定义成“嘀”，把 1 定义成 “嗒”
0=.
1=-
1 bit 的二进制数最大表示范围为2
0 . e
1 - t
2 bit 的二进制数最大表示范围为4
00 .. i
01 .- a
10 -. n
11 -- m
3 bit 的二进制数最大表示范围为8
000 ... s
001 ..- u
010 .-. r
011 .-- w
100 -.. d
101 -.- k
110 --. g
111 --- o
4 bit 的二进制数最大表示范围为16
0000 .... h
0001 ...- v
0010 ..-. f
0011 ..-- ü 拼音里面的u:，两点在u的上面
0100 .-.. l
0101 .-.- a: 两点在a的上面
0110 .--. p
0111 .--- j
1000 -... b
1001 -..- x
1010 -.-. c
1011 -.-- y
1100 --.. z
1101 --.- q
1110 ---. ó
1111 ----
5 bit 以上的情况就不详细列举了。 2^5 = 32， 2^6= 64
通常在4码以内，可能的字符有 2+4+8+16 = 30 ,这里面包含了英文的26个字母，和4个自定义字符，但1111 ---- 我没有找到，这么好记的编码没有分配字符太可惜了。
5bit 能表示32 码，6bit 能表示 64码，通常我们的数字长码都在5bit 范围内。
11111 ----- 0 x (罗马数字好像没有0，x是10)
01111 .---- 1 i
00111 ..--- 2 ii
00011 ...-- 3 iii
00001 ....- 4 iv
00000 ..... 5 v
10000 -.... 6 vi
11000 --... 7 vii
11100 ---.. 8 viii
11110 ----. 9 ix
从上述可见，数字编码比较有趣，只利用了5bit编码的很少一部分，编码规则有点象罗马数字，是以5为中心的,左右延伸。
下面一些常用的标点符号也是5bit的，
10001 -...- =
10110 -.--. (
10010 -..-. /
01010 .-.-. + 或者 end of message
01000 .-... | 或者 wait
00010 ...-. * 或者 understood
10101 -.-.- > 这个是起始信号 starting signal
还有一些5bit的编码，基本都是一些生僻的字母，在我们的键盘上一般是敲不出来的，这里就不列举了。
从上面两个5bit的编码组看，个人感觉它的分配规则基本上是视觉规则，或者说是听觉规则，人类最容易识别的编码方法，当然即使再复杂的5bit编码，通过训练也是能正确识别的。
但从代码的空间上看，5bit的编码存着严重的浪费。
6bit 基本都是标点符号和生僻字母了，编码空间64个，很大，不过这个空间内代码的利用率应该是最低的，这里就不罗唆了。
6bit以内的代码空间能表示的字符数最多是： 2+4+8+16+32+64 = 126 个 ，英文ascii码表中，一共有127个字符，也就是说，理论上morse 的编码可以处理ascii码表中的所有可打印字符，还能近似完全的处理那些不可打印的字符，对于那些怀疑morse代码的表示能力的朋友，应该能放心了吧！
morse 代码的取反和派生
在morse代码中我们能发现许多有趣的事，其中有一点就是取反（逻辑非）和派生，还有一些是“约等于”（近似），发现这些“规律”，morse 代码变得非常好记。
取反的情况：
先看看第一组：
0 . e
1 - t
它们简单的让我我无法用语言描述了。
接下来：
00 .. i
11 -- m
01 .- a
10 -. n
3bit 的情况
000 ... s
111 --- o 这时我才发现原来它们如此的对称，难怪 会出现一个常用的 sos，原来就是 000 111 000
001 ..- u
110 --. g
010 .-. r
101 -.- k
011 .-- w
100 -.. d
4bit 的情况
0010 ..-. f
1101 --.- q
0100 .-.. l
1011 -.-- y
0111 .--- j
1000 -... b
0110 .--. p
1001 -..- x
01010 .-.-. + 或者 end of message
10101 -.-.- > 这个是起始信号 starting signal
这里归纳的取反，有点牵强，因为实际在听的时候，它们差别很大，就像是磁带上的一首歌，即使歌词你很熟悉，倒过来放虽然你可能会觉得很好听，但基本听不懂，不过这也许是一种记忆方法。
派生的情况：
01 .- a
010 .-. r
011 .-- w
0 . e
00 .. i
000 ... s
0000 .... h
1 - t
11 -- m
111 --- o
100 -.. d
1000 -... b
001 ..- u
0010 ..-. f
101 -.- k
1011 -.-- y
010 .-. r
0100 .-.. l
派生很容易举一反三，通过联想记忆法，很容易记住派生的字母，例如我记f就是这样记的，u多一点就是f。
像一些特殊的符号可以把它们记成2个字母的连发，如下所示
ar .-.-. 停止 (消息结束 end of message)
as .-... 等待wait |
sk ...-.- 终止 (联络结束)
bt -...- 分隔符
sn ...-. (我将重新发送最後一个单词)
近似的情况：
100 -.. d
110 --. g
1010 -.-. c
1011 -.-- y
0001 ...- v
0010 ..-. f
000 ... s
0000 .... h
可能近似的还有很多，尤其是快速抄报的时候，像我这样的初学者还是很糊涂的，关于近似的概念，可能每个cw的学习者对它的理解还是很个性化的，不同的人可能有不同的近似感觉。
morse代码的识别：
上述文章我们叙述了morse代码的二进制关系，下面我想和大家讨论一下morse代码的计算机处理。
既然morse代码有唯一的编码规则，那么我们是否可以将它对应的数值唯一化？ 回答是肯定的。
回顾上文中提到的：
1 bit 的二进制数最大表示范围为2
0 . e 十进制数值 0
1 - t 十进制数值 1
2 bit 的二进制数最大表示范围为4
00 .. i 十进制数值 0
01 .- a 十进制数值 1
10 -. n 十进制数值 2
11 -- m 十进制数值 3
我们很快就看到一个问题，仅仅在1bit 和 2bit 的编码中我们就遇到了严重的重码的现象（重复50％)，那么在3bit，4bit，5bit，6bit 的编码中一定还会有更多的重码。
下面我们引入一种非常简单的算法将它们对应的十进制数值唯一化。
这个算法我把它编成了一句口诀，“索引遇0加权值，最后一位加权值，权值初始总是1，遇0遇1左移1。”
这个算法并不是我设计的，我是根据varela morales 的思想将它实现的，但口诀绝对是原创，希望在这里能抛砖引玉。
下面我举几个例子来解释这个算法：
1就是这个权值的初始值，我们用mask 来表示权值，0 是索引的初始值，我们用index表示索引值。
0 . e
e的二进制编码是0b，索引值index初始化是0，权值mask初始化是1，当前位0b符合“索引遇0加权值”，index=index+mask =0+1=1,“遇0遇1左移1”，权值mask左移1 ，1<<1 =2 ,1 的进制代码是001b（为了区别二进制和10进制，二进制结尾用b结束）,左移1位后变成010b 换成10进制就是2，索引现在是1，在这里由于0也是最后一位，符合“最后一位加权值”。index = index + mask = 1+2 = 3，计算出10进制数值3。
1 - t t的二进制编码是1，index初始值是0，mask初始值是1，由于当前位是1b，因此不符合“索引遇0加权值”，所以index还是0。“遇0遇1左移1”，权值mask左移1 ，1<<1 =2，在这里由于1b也是最后一位，符合“最后一位加权值”。index = index + mask = 0+2 = 2。
读者可能会说我耍赖，e 和 t 太简单，这个算法未必适合所有的morse代码，那么我们随便再举几个例子
0000 .... h ，直接看对应的10进制值也是0， 那么套用我创作口诀：这个编码有4位，我们分为5轮计算
1) index = 0, mask = 1 ,“索引遇0加权值” index = index+mask = 0+1 = 1; “遇0遇1左移1”，权值mask左移1, mask = mask <<1 = 1<<1 = 2;
2) index = 1, mask = 2 ,“索引遇0加权值” index = index+mask = 1+2 = 3; “遇0遇1左移1”，权值mask左移1, mask = mask <<1 = 2<<1 = 4;
3) index = 3, mask = 4 ,“索引遇0加权值” index = index+mask = 3+4 = 7; “遇0遇1左移1”，权值mask左移1, mask = mask <<1 = 4<<1 = 8;
4) index = 7, mask = 8 ,“索引遇0加权值” index = index+mask = 7+8 = 15; “遇0遇1左移1”，权值mask左移1, mask = mask <<1 = 8<<1 = 16;
5)“最后一位加权值” index = index + mask = 15 + 16 = 31. 最终计算出来h的索引值是31
1011 -.-- y 再来一个例子，这样更容易理解我的算法，为什么选择y，y比较复杂，并且y并不是对称的代码，更容易让读者理解计算的顺序，仍旧是5轮计算。
1) index = 0, mask = 1 ,“索引遇0加权值”,当前位1xxxb不符合（非当前位用x表示），跳过，“遇0遇1左移1”，权值mask左移1, mask = mask <<1 = 1<<1 = 2;
2) index = 0, mask = 2 ,“索引遇0加权值”,当前位x0xxb符合, index = index+mask = 0+2 = 2; “遇0遇1左移1”，权值mask左移1, mask = mask <<1 = 4<<1 = 4;
3) index = 2, mask = 4 ,“索引遇0加权值”,当前位xx1xb不符合，跳过，“遇0遇1左移1”，权值mask左移1, mask = mask <<1 = 2<<1 = 8;
4) index = 2, mask = 8 ,“索引遇0加权值”当前位xxx1b不符合，跳过，“遇0遇1左移1”，权值mask左移1, mask = mask <<1 = 8<<1 = 16;
5)“最后一位加权值” index = index + mask = 2 + 16 = 18. 最终计算出来y的索引值是18
其他的morse代码读者可以自行计算，下表是一张计算好的列表，那么在程序中只需要简单的查表即可，众所周知，一个好的hash算法能够提高搜索的速度，这里提供的就是一种morse hash算法，简单实用。
附表：
索引index morse代码
-------------------------
0 '.' ;无效字符，占位,因为计算机编程语言中数组通常是从下标0开始
1 '.' ;占位
2 't' ; -
3 'e' ; .
4 'm' ; --
5 'a' ; .-
6 'n' ; -.
7 'i' ; ..
8 'o' ; ---
9 'w' ; .--
10 'k' ; -.-
11 'u' ; ..-
12 'g' ; --.
13 'r' ; .-.
14 'd' ; -..
15 's' ; ...
16 '.' ; ----
17 'j' ; .---
18 'y' ; -.--
19 0xf5 ; ..-- ?
20 'q' ; --.-
21 0xe1 ; .-.- ?
22 'x' ; -..-
23 'v' ; ...-
24 0xef ; ---. ?
25 'p' ; .--.
26 'c' ; -.-.
27 'f' ; ..-.
28 'z' ; --..
29 'l' ; .-..
30 'b' ; -...
31 'h' ; ....
32 Ɔ' ; -----
33 Ƈ' ; .----
34 '.' ; -.---
35 ƈ' ; ..---
36 0xee ; --.-- ?
37 '.' ; .-.--
38 '.' ; -..--
39 Ɖ' ; ...--
40 '.' ; ---.-
41 'a' ; .--.- ?
42 0x7e ; -.-.- starting signal
43 '.' ; ..-.-
44 '.' ; --..-
45 '.' ; .-..-
46 '=' ; -...-
47 Ɗ' ; ....-
48 Ə' ; ----.
49 '.' ; .---.
50 '(' ; -.--.
51 '.' ; ..--.
52 '.' ; --.-.
53 '+' ; .-.-. end of message
54 '/' ; -..-.
55 '*' ; ...-. understood
56 Ǝ' ; ---..
57 '.' ; .--..
58 '.' ; -.-..
59 'e' ; ..-.. ?
60 ƍ' ; --...
61 0x7c ; .-... wait
62 ƌ' ; -....
63 Ƌ' ; .....
64 '.' ; ------
65 '.' ; .-----
66 '.' ; -.----
67 '.' ; ..----
68 '.' ; --.---
69 '.' ; .-.---
70 '.' ; -..---
71 '.' ; ...---
72 '.' ; ---.--
73 '.' ; .--.--
74 '.' ; -.-.--
75 '.' ; ..-.--
76 ',' ; --..-- ','
77 '.' : .-..--
78 '.' ; -...--
79 '.' ; ....--
80 '.' ; ----.-
81 '.' ; .---.-
82 ')' ; -.--.-
83 '_' ; ..--.-
84 '.' ; --.-.-
85 '.' ; .-.-.- '.'
86 '.' ; -..-.-
87 0xff ; ...-.- end of work
88 '.' ; ---..-
89 '.' ; .--..-
90 '.' ; -.-..-
91 '.' ; ..-..-
92 '.' ; --...-
93 '.' ; .-...-
94 '-' ; -....-
95 '.' ; .....-
96 '.' ; -----.
97 '.' ; .----.
98 '.' ; -.---.
99 '.' ; ..---.
100 '.' ; --.--.
101 '.' ; .-.--.
102 '.' ; -..--.
103 '.' ; ...--.
104 '.' ; ---.-.
105 '.' ; .--.-.
106 '' ; -.-.-.
107 '.' ; ..-.-.
108 '.' ; --..-.
109 '"' ; .-..-.
110 '.' ; -...-.
111 '.' ; ....-.
112 '.' ; ----..
113 '.' ; .---..
114 '.' ; -.--..
115 '?' ; ..--..
116 '.' ; --.-..
117 0xf0 ; .-.-.. paragraph
118 '.' ; -..-..
119 '.' ; ...-..
120 ':' ; ---...
121 '.' ; .--...
愚文浅薄，故只增笑尔!
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