【正文】 end if。 tframe := 0。 end if。 else if(t5)then 通過(guò)判斷低電平寬度從而得到 0,1編碼 reg = reg(10 downto 0) amp。 end if。 state = A。 低電平寬度計(jì)數(shù) variable tframe : integer range 0 to 12。 entity ctrl_reg is port(clk,clr,datain : in std_logic。 論 文的 實(shí) 施以及 論 文的撰 寫(xiě) 都是在倪老 師 的悉心指導(dǎo) 下完成的，倪老 師嚴(yán)謹(jǐn) 的治 學(xué)態(tài) 度、 淵 博的 學(xué)識(shí) 、 讓 我受 益匪淺。 [12] 李冬梅，通用學(xué)習(xí) 式紅外遙控發(fā)射器的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)，清華大學(xué)學(xué)報(bào) 。 [6]羅朝霞、高書(shū)莉 .CPLD/FPGA設(shè)計(jì)及應(yīng)用 .人民郵電出版社。所開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)具有較強(qiáng)的靈活性和實(shí)用性 ,為新型遙控器材的研制做了有益的探索 ,具有一定的參考和借鑒作用。 2. 根據(jù)高低 電平 的 脈沖 信 號(hào) ， 結(jié)合單 片機(jī)的 應(yīng) 用技 術(shù) ， 設(shè)計(jì) 了硬件 電 路，完成 對(duì)紅 外 脈沖 信 號(hào) 的 數(shù) 據(jù)采集。激勵(lì)文件的設(shè)計(jì)難點(diǎn)是如何全面并且適時(shí)地給模塊輸入信號(hào)賦值，從而能夠保證將程序運(yùn)行的所有可能的情況包括在里面，全面地驗(yàn)證模塊的功能。建立仿真文件的方法有很多種，比較常用的有：建立仿真宏文件、 測(cè)試激勵(lì)文件、創(chuàng)建波形仿真文件等等，三者的作用相同。在工程上， HDL 語(yǔ)言描述的硬件仿真類(lèi)型可分為功能仿真和時(shí)序仿真。此調(diào)幅信號(hào)即可加到紅外發(fā)光管驅(qū)動(dòng)電路來(lái)產(chǎn)生紅外光數(shù)據(jù)信號(hào) , 通 常驅(qū)動(dòng)電路都采用 三極管來(lái)實(shí)現(xiàn) [11]。 要想紅外遙控譯碼，首先要知道所選編譯碼器的編碼原理。 使用專(zhuān)用的硬件編碼譯碼對(duì)芯片 , 簡(jiǎn)便可靠 , 使用廣泛 。專(zhuān)用譯碼芯片一般與專(zhuān)用編碼芯片配對(duì)設(shè)計(jì)制造。 3. 輸出鎖存器 該輸出鎖存器是一個(gè)具有優(yōu)先預(yù)置數(shù)的 5位觸發(fā)器。 PT2248 組成的十八路 遙控發(fā)送器其編碼規(guī)則如下： （ 1）設(shè) a為一個(gè)時(shí)間單位，時(shí)間長(zhǎng)度是 38kHz的 16個(gè)時(shí)鐘周期，即 a＝ 1247。 長(zhǎng)春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 外部元器件少。該模塊把來(lái)自紅外接收解調(diào)器的信號(hào)解碼成“ 0”和“ 1”，通過(guò)移位寄存器把串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)成并行數(shù)據(jù)輸出，在接收數(shù)據(jù)其間 CON 間歇性地輸出高電平（此信號(hào)用處下文詳述），并在接收完十二位串行信號(hào)時(shí) READ 輸出高電平，使 DFF_PR 在該信號(hào)的上升沿處更新觸發(fā)器的數(shù)據(jù)。 使用發(fā)光二極管獲得紅外光是相當(dāng)簡(jiǎn)便的。其中 a 為位碼周期的 1/4，一個(gè) a 占空的時(shí)間長(zhǎng)度為 PT2248 內(nèi)部紅外載波振蕩周期的 16 倍，即 a=16/（ 38kHz）。 紅外發(fā)送系統(tǒng)的基本組成 整體結(jié)構(gòu) PT2248 作為構(gòu)成發(fā)送器的芯片。 該生產(chǎn)線有各種大電機(jī)設(shè)備，環(huán)境電磁輻射強(qiáng)，又處于南方高溫、高濕地區(qū)，對(duì)遙控系統(tǒng)整體性能要求很高。有 2 個(gè)電容均為 120 pF ,晶振頻率為 455 kHz。在 綜 合分析的基 礎(chǔ) 上， 我們采 用 紅 外 線編碼 方式 設(shè)計(jì) ，使系 統(tǒng) 具 備 了良好的抗 電 磁干擾的能力。而這種方法只適合指令集簡(jiǎn)單的場(chǎng)合。 采用近紅外光作為紅外探測(cè)遙控的光源，主要因?yàn)?: (1) 一般的接收用的光電二極管、光敏三極管大都采用硅半導(dǎo)體材料制作而成，這類(lèi)管子的接收峰值波長(zhǎng)為 780155Onm，即管子對(duì)波長(zhǎng)為 7801550nm 的紅外光的探測(cè)靈敏度最高。選用不同功率的發(fā)射管 , 遙控距離可從幾米到幾十米。 ,temp _low 為 39。 entity sels is port ( d0, d1, d2, d3, a, b:in std_logic: out1 out std_logic ) : end sels。 結(jié) 構(gòu)化程序 設(shè)計(jì) 的思路是 :自頂 而下、逐步求精 。能很好的使用函 數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn) 程序的模 塊 化。 軟 件的部分 應(yīng)該 完成 對(duì) 所 設(shè)計(jì) 的下位機(jī)硬件 紅 外 碼 接收 電 路的 實(shí)現(xiàn) ，即完成 對(duì)紅 外 碼的數(shù) 據(jù)采集功能。這就好像在設(shè)計(jì) PCB 時(shí)的布局布線一樣。 但是此時(shí)還沒(méi)有在芯片中形成真正的電路。 2. 使用編譯工具編譯源文件。（改用不同的器件在今天這種競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下是會(huì)經(jīng)常發(fā)生的。當(dāng)然在一些實(shí)力較為雄厚的單位，它也被用來(lái)設(shè)計(jì) ASIC。 第四章介紹關(guān)于編碼與譯碼所選擇的器件的特點(diǎn)。 本設(shè)計(jì)的任務(wù)主要完成紅外遙控編譯碼器的系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì) 以及關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題上的解決辦法；用 VerilongHDL 語(yǔ)言對(duì)紅外遙控編譯碼器的進(jìn)行解碼。 選用 集 成專(zhuān)用編譯碼 器件，此器件成功地研制出了多信道 紅 外 遙 控系 統(tǒng) 。國(guó)外的編譯碼器主要通過(guò)科技商場(chǎng)等管道進(jìn)行銷(xiāo)售，消費(fèi)者可以根據(jù)自己的需要進(jìn)行選擇，其發(fā)展趨勢(shì)是根據(jù)市場(chǎng)的需要編譯碼器擁有更多的功能和更人性化的設(shè)計(jì)。 Quartus174。有專(zhuān)家認(rèn)為，在新的世紀(jì)中， VHDL于 Verilog 語(yǔ)言將承擔(dān)起大部分的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)。目前在智能儀器和工業(yè)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。紅外遙控本質(zhì)屬于紅外信息傳輸?shù)囊环N應(yīng)用形式。 VHDL 主要用于描述數(shù)字系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，行為，功能和接口。 II 是 Altera 公司出品的優(yōu)秀的設(shè)計(jì)工具，它兼容第三方設(shè)計(jì)工具，為高密度FPGA 設(shè)計(jì)提供了最高效和最快速的實(shí)現(xiàn)途徑，與傳統(tǒng)高密度 FPGA 設(shè)計(jì)流程相比，其設(shè)計(jì)效能顯著提高 紅外遙控編譯碼器的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 編譯碼器其實(shí)離我們很近，像電視機(jī)的遙控器、手機(jī)、錄音電話的遠(yuǎn)程提取留言等等，這些設(shè)備無(wú)一例外都和編譯碼電路有著直接的關(guān)系。 而在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，編譯碼器器絕大部分是單一型的，這與我 國(guó)經(jīng)濟(jì)狀況和消費(fèi)習(xí)慣有關(guān)。 專(zhuān)用芯片設(shè)計(jì)長(zhǎng)春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 制作紅外發(fā)射和接收，并實(shí)現(xiàn)編譯碼功能， 該電 路 為 CMOS大規(guī) 模 數(shù) 字集成多路 編譯碼 器。 接收解碼用 VHDL 語(yǔ)言編寫(xiě)程序，在 EDA 實(shí)驗(yàn)板上實(shí)現(xiàn)解碼，要求具有以下功能： （ a）將一體化紅外接收解調(diào)器的輸出信號(hào)解碼（ 12個(gè)單擊鍵、 6個(gè)連續(xù)鍵，單擊鍵編號(hào)為 718，連續(xù)鍵編碼為 16），在 EDA實(shí)驗(yàn)板上用七段數(shù)碼管 顯示出來(lái)； （ b）當(dāng)按下遙控器 16號(hào)連續(xù)鍵時(shí)，在 EDA實(shí)驗(yàn)板上用發(fā)光二極管點(diǎn)亮作為連續(xù)鍵按下的指示，要求遙控器上連續(xù)鍵接下時(shí)指示燈點(diǎn)亮，直到松開(kāi)按鍵時(shí)才熄滅，用于區(qū)別單擊鍵。 第五章詳細(xì)說(shuō)明紅外遙控編譯碼器的設(shè)計(jì)以及硬件實(shí)現(xiàn)。 關(guān)于用 VHDL 和原理圖輸入進(jìn)行 CPLD/FPGA 設(shè)計(jì)的粗略比較：在設(shè)計(jì)中，如果采用原理圖輸入的設(shè)計(jì)方式是比較直觀的。頭兒們?yōu)榱颂岣弋a(chǎn)品的性能或者是降低產(chǎn)品的造價(jià)，提高保密性等等，都會(huì)考慮 選用不同的器件。 HDL 的編譯器有很多， ACTIVE 公司， MODELSIM 公司，長(zhǎng)春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 SYNPLICITY 公司， SYNOPSYS 公司， VERIBEST 公司等都有自己的編譯器。這一步就好像是把人的腦海中的電路畫(huà)成原理圖。先將各個(gè)設(shè)計(jì)中的門(mén)根據(jù)網(wǎng)表的內(nèi)容和器件的結(jié)構(gòu)放在器件的特定部位。需要 選擇 合理的 開(kāi)發(fā) 工具和高 級(jí)語(yǔ) 言，本 論 文 選擇 VHDL 語(yǔ) 言。 (5) 語(yǔ) 法限制不太 嚴(yán)格， 程序的 設(shè)計(jì) 自由度大。其過(guò) 程 結(jié) 構(gòu)是按功能劃分 為 若干 個(gè) 基本模 塊，這 些模 塊 形成一 個(gè)樹(shù)狀結(jié) 構(gòu) 。 architecture sels_arc of sels is signal sel: std_logic_vector ( 1 downto 0) : begin sel=bamp。139。紅外光發(fā)射的指向性較強(qiáng) , 作用角度較小。 (2) 紅外光發(fā)射器件，其發(fā)射波長(zhǎng)在 880~17O0mn 范圍內(nèi)，這與光電接收器件的響應(yīng)波長(zhǎng)相匹配，使探測(cè)靈敏 度高，工作效率高 [3][8]。當(dāng)指令集復(fù)雜時(shí)，一般采用碼分制。通 過(guò)對(duì) 系 統(tǒng)電 路、 組裝進(jìn) 行的精心 設(shè)計(jì)處 理， 獲 得了 穩(wěn) 定、可靠的使用效果，目前已 經(jīng) 在全自 動(dòng) 生 產(chǎn)線無(wú) 故障 運(yùn) 行。另外 , PT2248 內(nèi)部己集成了 38 kHz 的紅外載波振蕩及相應(yīng)的數(shù)字脈碼調(diào)制電路 ,他的編碼方式采用脈位調(diào)制 ( PPM) ,將遙控指令編碼成脈沖序列 ,然后再調(diào)制以高頻信號(hào) ,最后以紅外光的形式發(fā)送出去。在綜合分析的基礎(chǔ)上，我們采用紅外線編碼方式設(shè)計(jì)，使系統(tǒng)具備了良好的抗電磁干擾的能力。整個(gè)系統(tǒng)框圖及外圍電路中，兩個(gè)電容均為 120pF，晶振頻率為 455kHz。另外， MIMRIAA 對(duì)接收到的信號(hào)除了進(jìn)行放大、限幅、檢波， 甚至 知道了遙控指令 的脈沖信號(hào)外，還會(huì)對(duì)解調(diào)出的信號(hào)進(jìn)行整形和反向輸出。紅外發(fā)光二極管是一種 NP 結(jié)構(gòu)成的注入電流型發(fā)光器件，加上合適的正向偏置電壓后，就可以發(fā)出一定波長(zhǎng)的近紅外光。根據(jù) ED5026 芯片“ 0”和“ 1”的編碼規(guī)則可知，接收 端收到 1 個(gè) a 時(shí)間的低電平 3a 的高電平表示“ 0”，當(dāng)收到 3a 的高電平 1 個(gè) a 的低電平即為“ 1”，由此設(shè)計(jì)了這樣的一個(gè)狀態(tài)機(jī)，在每位數(shù)據(jù)到來(lái)時(shí)進(jìn)入計(jì)數(shù)狀態(tài)，計(jì)數(shù)器在數(shù)據(jù)低電平時(shí)計(jì)數(shù)，通過(guò)判斷計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)數(shù)值可得知數(shù)據(jù)低電平的脈寬，從而實(shí)現(xiàn)“ 0”、“ 1”解碼 . 本章小結(jié) 本章是對(duì)紅外遙控控制系統(tǒng)做出了的設(shè)計(jì)，其中分為紅外發(fā)送和紅外 接收系統(tǒng)的組成，包括紅外發(fā)送和接收電路的總體框圖以及框圖中各部分的 介紹，最后對(duì)鍵掃描電路做出了 說(shuō)明。 RC振蕩電阻。 38kHz 16＝ 編碼是以串行形式發(fā)送的，在接收（ 38kHz解調(diào)器）接收到如下形式的 1位的編碼時(shí)分別表示 “0” 和 “1” ： （ 2） 遙控器的每個(gè)按鍵編碼由 12 位按以上編碼規(guī)則所代表的 “0”、 “1”組成，時(shí)間長(zhǎng)度為48a，如下 所示： a 3a 3a a 1 個(gè) a 的低電平， 3 個(gè) a 的高電平表示編碼“ 0” 3 個(gè) a 的低電平，一個(gè) a的高電平表示編碼“ 1” 長(zhǎng)春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 譯碼器的基本原理 紅外遙控 接受器的主要功能使用 來(lái)接收來(lái)自紅外遙控發(fā)送器的 發(fā)送 信號(hào)， 并對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行放大、整形、直至從載波上解調(diào)出基帶信號(hào)，對(duì)于專(zhuān)用設(shè)備，還包括基帶信號(hào)的解碼過(guò)程。 PR為優(yōu)先預(yù)置數(shù)控制端，當(dāng) PR輸入為高電平時(shí)，輸出端將隨預(yù)置數(shù)輸入端 INPUT_PR的變化而變化，當(dāng) PR為低電平時(shí)，數(shù)據(jù)被鎖存。按其編碼與譯碼功能可分為以下三類(lèi) ： (1) 控制數(shù)據(jù)地址加密編碼與譯碼器 ： 這類(lèi)電路的特點(diǎn)是 在地址加密編碼的同時(shí)還可以進(jìn)行控制數(shù)據(jù)的編譯碼。 專(zhuān)用芯片編碼譯碼簡(jiǎn)便可靠 , 但缺乏靈活性。在不知道編譯碼器的編碼原理時(shí) ,可以采用示波器觀察遙控器的編碼方式及連發(fā)碼的編碼波形 ,測(cè)出高、低電平的脈寬 ,從而可以 更快地編寫(xiě)譯碼的單片機(jī)程序 ,實(shí)現(xiàn)譯碼及連發(fā)碼處理。 設(shè)計(jì)中為了增大發(fā)射功率，我們采用了達(dá)林頓驅(qū)動(dòng)四只發(fā)射管，增加了發(fā)射控制的范圍。功能仿真是在未經(jīng)過(guò)布局、補(bǔ)線之前，使用 HDL 源程序作為被仿真程序的激勵(lì)文件進(jìn)行的仿真。波形仿真文件比較直觀而且設(shè)計(jì)方便，但是對(duì)于復(fù)雜的功能強(qiáng)大的模塊就沒(méi)有宏文件和測(cè)試臺(tái)來(lái)得方便 [4][11]。 本章小結(jié) 本章介紹了本設(shè)計(jì)的硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，對(duì)發(fā)送控制電路和接收控制電路做出分析，對(duì)其工作過(guò)程也給出了介紹，從而了解到了紅外遙控編譯碼的功能，本設(shè)計(jì)也即將成形。 3. 基于本 項(xiàng)目 要解 決 的兼容 進(jìn) 行 實(shí)驗(yàn) ，通 過(guò) 接收各種 紅 外 遙 控器按 鍵 的 紅 外 碼，進(jìn) 行分析 尋 找 紅 外 碼的編碼 原理、 傳 送方式等等，并由此得到 譯碼算 法完成。 在整 個(gè)系統(tǒng) 的 開(kāi)發(fā)調(diào)試 中，得到了很多收 獲 也解 決 了很多的 問(wèn)題 。 [7] 侯伯亨 ,顧新 .