《 紅外線遙控系統(tǒng) 》設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)背景：

紅外線(Infrared)是波長介乎微波與可見光之間的電磁波，波長在 760 納米(nm)至 1 毫米(mm)之間，比紅光長的非可見光。 紅外線遙控是目前使用最廣泛的一種通信和遙控手段。由于紅外線遙控裝置具有體積小、功耗低、功能強(qiáng)、成本低等特點(diǎn)，因而，繼彩電、錄像機(jī)之后，在錄音機(jī)、音響設(shè)備、空凋機(jī)以及玩具等其它小型電器裝置上也紛紛采用紅外線遙控。現(xiàn)在工業(yè)設(shè)備中，也已經(jīng)廣泛在使用。。。。。

設(shè)計(jì)原理

紅外遙控系統(tǒng)主要由紅外的發(fā)送裝置和接收裝置組成,發(fā)送裝置可由按鍵,編碼模塊,發(fā)射電路等組成,接收裝置由紅外接收電路,遙控,解碼模塊等組成,此次設(shè)計(jì)我們用到的硬件平臺式是 Altera 的DE1_SOC,晶振為 50MHZ。在紅外的編碼中，我們對 1 和 0的編碼是通過 38KHZ 的脈沖來定義的,在紅外的的編碼中每個(gè)脈沖的為256.25us長的38KHZ載波頻率(26.3us),對 0,1 的脈沖的定義的時(shí)間如下圖

紅外的數(shù)據(jù)格式為包括引導(dǎo)碼,用戶碼,數(shù)據(jù)碼和數(shù)據(jù)糾錯(cuò)碼,停止位編碼總為 32位。數(shù)據(jù)反碼是數(shù)據(jù)碼反相后的編碼,可用于對數(shù)據(jù)的糾錯(cuò)。此外第二段的用戶碼可以在遙控應(yīng)用電路中設(shè)置為第一段用戶碼的反碼。

數(shù)據(jù)格式如下圖:

一幀數(shù)據(jù)在發(fā)送時(shí)先發(fā)送9MS的高電平,然后發(fā)送4.5MS的低電平的起始位,然后發(fā)送用戶碼,數(shù)據(jù)碼,數(shù)據(jù)反碼。然后再發(fā)送一位的停止位。不發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)數(shù)據(jù)線一直為低。

發(fā)送的時(shí)序圖如下:

接受的時(shí),接收到的時(shí)序和發(fā)送的時(shí)序恰恰相反,如發(fā)送時(shí)先發(fā)送 9ms的高,4.5ms 的低,接收為接收 9ms 的低電平,4.5ms 低電平。接收的控制器我們用的時(shí)紅外遙控裝置,按鍵發(fā)送的數(shù)據(jù)如下圖

所示

設(shè)計(jì)架構(gòu)圖

設(shè)計(jì)的總框架如下圖:

在我們的設(shè)計(jì)中分頻模塊提供所需要的 38KHZ 的時(shí)鐘,當(dāng)按鍵按下時(shí)發(fā)送我們的發(fā)送模塊發(fā)送一個(gè)給定的數(shù)值，我的設(shè)計(jì)中用戶碼為8’b0 第二段用戶碼為 8’hff,然后發(fā)送給定的數(shù)據(jù)碼，和數(shù)據(jù)反碼。上電后我們的設(shè)計(jì)會發(fā)一次我們給定的數(shù)據(jù)碼，然后在接受模塊會接受到其發(fā)送的數(shù)據(jù)并在數(shù)碼管上顯示出來,之后我們可以用我們我的遙控鍵盤來發(fā)送數(shù)據(jù),接收模塊接收顯示出來,通過驗(yàn)證我們接收和發(fā)送的正確。

設(shè)計(jì)代碼

頂層代碼

發(fā)送模塊

接收模塊

數(shù)碼管模塊

分頻模塊

測試模塊

仿真圖

仿真中我們可以把數(shù)碼管模塊的計(jì)數(shù)器的值改小一點(diǎn)，便于仿真

如圖中所示的我們發(fā)的是 32’h00ffa25d，那么數(shù)據(jù)為是8’b1010_0010,那么先發(fā)送時(shí)就時(shí)就按下面的序列開始 0100_0101接收到的為 45，所以工程正確。

責(zé)任編輯：xj

原文標(biāo)題：FPGA入門課程《 紅外線遙控系統(tǒng) 》設(shè)計(jì)

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