簡(jiǎn)介

本例是FPGA之旅設(shè)計(jì)的第十四例，本例將紅外遙控的使用，并將紅外接收器接收到紅外遙控的數(shù)據(jù)顯示在數(shù)碼管上。

紅外遙控接收器模塊，非常簡(jiǎn)單，也是由GND，VCC和數(shù)據(jù)三個(gè)引腳組成，通過(guò)杜邦線可以直接連接在FPGA的IO口上，產(chǎn)品細(xì)節(jié)如下

紅外數(shù)據(jù)傳輸

數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程如下

引導(dǎo)碼：標(biāo)志的數(shù)據(jù)傳輸?shù)拈_始。

數(shù)據(jù)碼：傳輸紅外遙控發(fā)送的數(shù)據(jù)，一幀數(shù)據(jù)共有32bit，4個(gè)字節(jié)。分別為**地址，地址反碼，數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)反碼。**先發(fā)送**低**位。

停止碼：標(biāo)志著數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐瓿伞?/p>

重復(fù)碼：當(dāng)一直按下某個(gè)按鍵的時(shí)候，并不會(huì)再次發(fā)送數(shù)據(jù)，而且通過(guò)重復(fù)碼標(biāo)志按鍵一直處于按下的狀態(tài)。如果一直按下的話，約110ms，發(fā)送一次重復(fù)碼。

在對(duì)數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程有了個(gè)大致的了解后，下面就對(duì)每個(gè)部分進(jìn)行詳細(xì)的講解。

所有波形都是對(duì)于遙控器來(lái)說(shuō)的

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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。

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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。

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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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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)行代碼的編寫了。

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。

?

?

Infrared_Reception(


 ?input ? ?sys_clk,
 ?input ? ?rst_n,
 ?
 ?input ? ?infrared, ? ? ? ?//紅外信號(hào)IO
 ?output ?infrared_end, ? ? ?//接收數(shù)據(jù)完成
 ?
 ?output[7:0] ?infrared_data ? ?//接收到的數(shù)據(jù)
);

?

?

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。

?

?

localparam ?I_IDLE ? ? ? ? ? = ? ?'d0; ? ?//空閑態(tài)
localparam ?I_START ? ? ? ? ?= ? ?'d1; ? ?//開始態(tài)，也就是引導(dǎo)碼階段
localparam ?I_DATA ? ? ? ? ? = ? ?'d2; ? ?//數(shù)據(jù)態(tài)
localparam ?I_END ? ? ? ? ? ?= ? ?'d3; ? ?//結(jié)束態(tài)

?

?

3

狀態(tài)機(jī)跳轉(zhuǎn)

?

?

always@(*)
begin
 ?case(state)
 ?I_IDLE:
 ? ?if(infrared_negedge == 1'b1)
 ? ? ?next_state <= I_START;
 ? ?else
 ? ? ?next_state <= I_IDLE;
 ?I_START:
 ? ?if(infrared_negedge == 1'b1) 
 ? ? ? ? ? ?if(time_cnt < Infrared_Time2_25ms) ?//表示重復(fù)碼，直接放回上一次的接收值
 ? ? ? ?next_state <= I_END;
 ? ? ?else
 ? ? ? ?next_state <= I_DATA;
 ? ?else
 ? ? ?next_state <= I_START;
 ?I_DATA:
 ? ?if(infrecv_bit_cnt == 'd31 && infrared_negedge == 1'b1)
 ? ? ?next_state <= I_END;
 ? ?else
 ? ? ?next_state <= I_DATA;
 ?I_END:
 ? ?if(infrared_posedge == 1'b1)
 ? ? ?next_state <= I_IDLE;
 ? ?else
 ? ? ?next_state <= I_END;
 ?default: next_state <= I_IDLE;
 ?endcase
end

?

?

效果圖如下。

編輯：黃飛