基于FPGA實(shí)現(xiàn)紅外遙控接收器模塊數(shù)據(jù)傳輸設(shè)計(jì)

在這篇文章中，小編將為大家?guī)?lái)基于FPGA的紅外遙控接收器模塊數(shù)據(jù)傳輸設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。如果你對(duì)本文即將要講解的內(nèi)容存在一定興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、紅外遙控接收器工作原理

紅外遙控接收原理是根據(jù)紅外線傳輸信號(hào)的特性來(lái)實(shí)現(xiàn)的。紅外線是位于可見(jiàn)光與無(wú)線電波之間的一種電磁輻射，具有較高的波長(zhǎng)和較低的頻率，無(wú)法被人眼直接看到。

紅外遙控接收器通常由紅外傳感器和信號(hào)處理電路兩部分組成當(dāng)遙控器發(fā)送信號(hào)時(shí)，信號(hào)會(huì)通過(guò)紅外LED轉(zhuǎn)換成紅外輻射紅外輻射進(jìn)入接收器并被紅外傳感器接受。紅外傳感器內(nèi)部有一個(gè)特定材料制成的紅外光敏元件，能夠感應(yīng)到紅外輻射并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。

轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)被傳遞到信號(hào)處理電路中進(jìn)行處理。信號(hào)處理電路通常包括濾波、解碼和判斷等環(huán)節(jié)。濾波作用是去除掉噪聲信號(hào)，確保只有有效的紅外信號(hào)被處理。解碼環(huán)節(jié)將收到的信號(hào)進(jìn)行解碼，將其轉(zhuǎn)換為具體的控制命令。判斷環(huán)節(jié)則根據(jù)解碼后的信號(hào)判斷是否為合法的遙控信號(hào)。

最后，處理完成的信號(hào)會(huì)被送往控制電路，執(zhí)行相應(yīng)的操作:比如控制電視機(jī)的開(kāi)關(guān)、音量調(diào)節(jié)等。通過(guò)這樣的原理，紅外遙控接收器能夠接收到發(fā)射器發(fā)送的紅外信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)遙控操作。

二、基于FPGA的紅外遙控接收器模塊數(shù)據(jù)傳輸實(shí)現(xiàn)（含代碼）

（一）紅外數(shù)據(jù)傳輸

所有波形都是對(duì)于遙控器來(lái)說(shuō)的：

1、引導(dǎo)碼

引導(dǎo)碼波形如下，遙控器先發(fā)送9ms的信號(hào)，然后空閑4.5ms后，引導(dǎo)碼結(jié)束。

這個(gè)時(shí)候在開(kāi)發(fā)板上結(jié)束到的電平變化為，9ms的低電平，4.5ms的高電平。也就是說(shuō)，遙控器發(fā)送信號(hào)的時(shí)候，接收器上為低電平，遙控器空閑時(shí)，接收器上為高電平，這點(diǎn)在處理的時(shí)候需要注意。

2、數(shù)據(jù)碼

數(shù)據(jù)碼主要是看，數(shù)據(jù)0和數(shù)據(jù)1是如何表示的。通過(guò)下圖可知，數(shù)據(jù)1是560us的信號(hào)，加1.69ms的空閑。數(shù)據(jù)0是560us的信號(hào)，加560us的空閑。知道了數(shù)據(jù)是如何表示的后，在接收的時(shí)候，只需要按照波形接收32bit的數(shù)據(jù)即可。

3、結(jié)束碼

在最后一個(gè)數(shù)據(jù)接收完成了，遙控器會(huì)發(fā)送560us的信號(hào)，然后空閑，表示發(fā)送結(jié)束。

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4、重復(fù)碼

重復(fù)碼，是和引導(dǎo)碼對(duì)應(yīng)的，如果發(fā)送的是重復(fù)碼的話，引導(dǎo)碼中的空閑4.5ms，會(huì)變成2.25ms，然后直接進(jìn)入結(jié)束嗎。根據(jù)空閑時(shí)間的長(zhǎng)短，可以判斷是引導(dǎo)碼，還是重復(fù)碼。

了解了其發(fā)送的波形變換情況，就可以進(jìn)行代碼的編寫(xiě)了。

（二）Verilog代碼實(shí)現(xiàn)

1、端口信號(hào)確定

端口信號(hào)很簡(jiǎn)潔，當(dāng)接到一次紅外數(shù)據(jù)的時(shí)候，infrared_end，就會(huì)拉高一個(gè)周期。

2、狀態(tài)確定

通過(guò)上面的分析可知，一共可以分為如下四個(gè)狀態(tài)。I_START其中包括引導(dǎo)碼和重復(fù)碼，根據(jù)時(shí)間可以確定，下一個(gè)狀態(tài)該跳轉(zhuǎn)到那。

通過(guò)上面的分析可知，一共可以分為如下四個(gè)狀態(tài)。I_START其中包括引導(dǎo)碼和重復(fù)碼，根據(jù)時(shí)間可以確定，下一個(gè)狀態(tài)該跳轉(zhuǎn)到那。

3、狀態(tài)機(jī)跳轉(zhuǎn)

效果圖如下：

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