簡介

本例是FPGA之旅設計的第十四例，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據顯示在數碼管上。

紅外遙控接收器模塊，非常簡單，也是由GND，VCC和數據三個引腳組成，通過杜邦線可以直接連接在FPGA的IO口上，產品細節如下

紅外數據傳輸

數據傳輸過程如下

引導碼：標志的數據傳輸的開始。

數據碼：傳輸紅外遙控發送的數據，一幀數據共有32bit，4個字節。分別為**地址，地址反碼，數據，數據反碼。**先發送**低**位。

停止碼：標志著數據傳輸的完成。

重復碼：當一直按下某個按鍵的時候，并不會再次發送數據，而且通過重復碼標志按鍵一直處于按下的狀態。如果一直按下的話，約110ms，發送一次重復碼。

在對數據傳輸過程有了個大致的了解后，下面就對每個部分進行詳細的講解。

所有波形都是對于遙控器來說的

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引導碼

引導碼波形如下，遙控器先發送9ms的信號，然后空閑4.5ms后，引導碼結束。

這個時候在開發板上結束到的電平變化為，9ms的低電平，4.5ms的高電平。也就是說，遙控器發送信號的時候，接收器上為低電平，遙控器空閑時，接收器上為高電平，這點在處理的時候需要注意。

2

數據碼

數據碼主要是看，數據0和數據1是如何表示的。通過下圖可知，數據1是560us的信號，加1.69ms的空閑。數據0是560us的信號，加560us的空閑。知道了數據是如何表示的后，在接收的時候，只需要按照波形接收32bit的數據即可。

3

結束碼

在最后一個數據接收完成了，遙控器會發送560us的信號，然后空閑，表示發送結束。

4

重復碼

重復碼，是和引導碼對應的，如果發送的是重復碼的話，引導碼中的空閑4.5ms，會變成2.25ms，然后直接進入結束嗎。根據空閑時間的長短，可以判斷是引導碼，還是重復碼。

了解了其發送的波形變換情況，就可以進行代碼的編寫了。

Verilog代碼實現

1

端口信號確定

端口信號很簡潔，當接到一次紅外數據的時候，infrared_end，就會拉高一個周期。

?

?

Infrared_Reception(


 ?input ? ?sys_clk,
 ?input ? ?rst_n,
 ?
 ?input ? ?infrared, ? ? ? ?//紅外信號IO
 ?output ?infrared_end, ? ? ?//接收數據完成
 ?
 ?output[7:0] ?infrared_data ? ?//接收到的數據
);

?

?

2

狀態確定

通過上面的分析可知，一共可以分為如下四個狀態。I_START其中包括引導碼和重復碼，根據時間可以確定，下一個狀態該跳轉到那。

通過上面的分析可知，一共可以分為如下四個狀態。I_START其中包括引導碼和重復碼，根據時間可以確定，下一個狀態該跳轉到那。

?

?

localparam ?I_IDLE ? ? ? ? ? = ? ?'d0; ? ?//空閑態
localparam ?I_START ? ? ? ? ?= ? ?'d1; ? ?//開始態，也就是引導碼階段
localparam ?I_DATA ? ? ? ? ? = ? ?'d2; ? ?//數據態
localparam ?I_END ? ? ? ? ? ?= ? ?'d3; ? ?//結束態

?

?

3

狀態機跳轉

?

?

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