【正文】 end rtl。 end process。 end case。039。 end if。 else read = 39。139。 state = D。 長(zhǎng)春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 con = 39。 when C = read = 39。 state = C。 end if。 39。 ‘1’。) then state = B。 if(datain=39。 con 置 1,表示正接收到數(shù)據(jù) read = 39。 when B = t := t+1。 else state = B。039。039。 長(zhǎng)春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 elsif (rising_edge(clk)) then 在時(shí)鐘上升沿進(jìn)行狀態(tài)跳轉(zhuǎn) case state is when A = t := 0。039。039。 reg = 000000000000。 編碼位數(shù)計(jì)數(shù) begin if (clr=‘1’) then 清零信號(hào) t := 0。 begin process(clr,clk) variable t : integer range 0 to 12。 type state_type is (A,B,C,D)。 end entity ctrl_reg。 定義 I/O read,con : out std_logic。 use 。 長(zhǎng)春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 附錄 一 ： 程序清單 Filename: functions: Infrared Decode library IEEE。 雖然完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)論文，但在論文中仍然有很多不足之處，需要補(bǔ)充和完善，所以我將在以后的工作學(xué)習(xí)中不段努力去豐富自己的知識(shí)和能力。沒(méi) 有倪老 師無(wú)私 的 幫 助我不可能取得巨大的 進(jìn) 步和 順 利 畢業(yè) 。首先要衷心的感 謝 我尊敬的指 導(dǎo) 老 師 倪虹霞老 師 的 悉心指 導(dǎo)和關(guān) 心。 [17] 中國(guó)電子網(wǎng)，智能型紅外遙控器設(shè)計(jì)，技術(shù)文章 。 [15] 蘇長(zhǎng)贊鄒殿貴，紅外線(xiàn)與超聲波遙控，人民郵電出版社 。 [13] 杜國(guó)信，脈碼調(diào)制通信技術(shù)，中國(guó)鐵道出版社 1990。 [11] 李建華 . 實(shí)用遙控器原理與制作 [M] . 北京 :人民郵電出版社 ,1996 ,4。 [9] 侯伯亨 ,顧新 . VHDL 硬件描述語(yǔ)言與數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì) [M] . 西安 :西安電子科技大學(xué)出版社 ,1998 ,7。 [8][ 美 ] Skahill K. 可編程邏輯系統(tǒng)的 VHDL 設(shè)計(jì)技術(shù) [M] 。 [7] 侯伯亨 ,顧新 . VHDL 硬件描述語(yǔ)言與數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì) [M] 。 [5]譚會(huì)生、翟隧春 . EDA技術(shù)綜合應(yīng)用實(shí)例與分析 .西安：電子科技大學(xué)出版社。 [3]基于 CPLD的低頻數(shù)字相位測(cè)量?jī)x .電子工程師 .20xx， 10。長(zhǎng)春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 參考文獻(xiàn) [1]潘松 .VHDL實(shí)用教程 .成都：電子科技大學(xué)出版社 .20xx。 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 。本設(shè)計(jì)采用軟件譯碼方法和抗干擾技術(shù)對(duì)遙控信號(hào)進(jìn)行分析判斷和譯碼 ,實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制。硬件電路極為簡(jiǎn)單，原理簡(jiǎn)單、工作穩(wěn)定可靠、易于兼容。 5. 對(duì) VHDL 語(yǔ)言 有了深入的 認(rèn)識(shí) 和 運(yùn) 用。 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。 1. 在本 項(xiàng) 目的研制 過(guò) 程中，首 先學(xué)習(xí) 了 紅 外技 術(shù) 的原理 特 別 是 紅 外 脈沖的發(fā) 送模式。從而他為各類(lèi)紅外控制應(yīng)用系統(tǒng)提供了一類(lèi)實(shí)用的參考。該紅外遙控系統(tǒng)已經(jīng)得到實(shí)踐驗(yàn)證 ,而且該系統(tǒng)的仿真是由 FPGA 來(lái)完成的。 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。在運(yùn)行了激勵(lì)文件以后，仍然在仿真環(huán)境下觀察模塊輸出端口信號(hào)的值，從而驗(yàn)證基于 FPGA多功能紅外遙控器系統(tǒng)功能的正確性。激勵(lì)文件里面允許有時(shí)間常數(shù)，而正常的 HDL 文件里面是不允許的。激勵(lì)文件里面的信號(hào)都是與設(shè)計(jì)模塊端口的信號(hào)一一對(duì)應(yīng)，而每個(gè)激勵(lì)文件都與一個(gè)模塊映射。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]。所謂的仿真文件就是按設(shè)計(jì)者自己的意愿，依據(jù)模塊的功能，在某些特定的時(shí)間對(duì)輸入信號(hào)賦予一些值，然后經(jīng)過(guò)仿真器運(yùn)行以后查看輸出波形，檢驗(yàn)功能的正確性。功能仿真不能對(duì)時(shí)序作任何的驗(yàn)證，因?yàn)榉抡嫫鲀H對(duì)設(shè)計(jì)的邏輯行為進(jìn)行模擬測(cè)定，而沒(méi)有把器件的延時(shí)特性考慮進(jìn)去，仿真器給出的結(jié)果就僅僅是邏輯功能，所有信號(hào)在仿真時(shí)都是立即改變狀態(tài)。功能仿真的作用在于一方面檢查源代碼語(yǔ)法上的錯(cuò) 誤，另一方面檢驗(yàn)功能的正確性。功能仿真是在未經(jīng)過(guò)布局、補(bǔ)線(xiàn)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。 圖 52 接收控制模塊 仿真分析 在完成了多功能紅外遙控器各模塊的代碼設(shè)計(jì)以后，接下來(lái)要做的工作就是仿真。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)。 本設(shè)計(jì)的發(fā)送控制電路 見(jiàn)附錄 中的電路圖 。 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。數(shù)據(jù)信號(hào)的預(yù)調(diào)制通常采用幅度調(diào)制。 發(fā)送控制的設(shè)計(jì) 編碼 器 PT2248發(fā)射 控制器由 電 源部分、振 蕩電 路及 紅 外 發(fā)射 管 組 成。常用的有兩類(lèi) :一類(lèi)是內(nèi)含前置放大器以及限幅、檢波和整形電路等，但芯片上無(wú)帶通濾波器，選頻時(shí)需外接 LC 選頻網(wǎng)絡(luò) 。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。 當(dāng) 接收端接收到光信 號(hào) 后，先 經(jīng)過(guò) 光放大器再經(jīng)過(guò)專(zhuān)用譯碼 芯 片將 其 還 原 (解 調(diào) )為串 行 編碼脈沖 ，然后由接收 電 路按照 編碼譯碼的協(xié)議轉(zhuǎn)換為 相 應(yīng) 的控制 電平 ，最后由 執(zhí) 行 電 路 驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān) 等完成要求的操作。 當(dāng) 編碼控制器工作時(shí) 時(shí)，發(fā) 送 電 路就 產(chǎn) 生 對(duì)應(yīng) 的 編碼，經(jīng)過(guò)調(diào) 制后， 在輸 出端 產(chǎn) 生串行 編碼的脈沖 。 本章小結(jié) 本章對(duì)編譯碼器做出了總體的設(shè)計(jì)，重點(diǎn)介紹了 PT2248專(zhuān)用芯片的功能，及引腳的介紹，從而有了編碼和解碼的設(shè)計(jì)思路，最后對(duì)解碼方式做了分析，把其分為硬件解碼和軟件解碼，并對(duì)這兩種解碼方式做出了對(duì)比，軟件解碼以其可靠，靈活以及成本低的優(yōu)勢(shì) 。 專(zhuān)用芯片編碼譯碼簡(jiǎn)便可靠 , 但缺乏靈活性。適用于群控或者應(yīng)用環(huán)境本身就保證了其它信號(hào)發(fā)射源不會(huì)同時(shí)出現(xiàn)的場(chǎng)合 , 如在一個(gè)密閉的設(shè)備內(nèi)部。適用于可靠性要求較高 , 但只進(jìn)行簡(jiǎn)單的開(kāi)關(guān)或增減控制的場(chǎng)合。適用于安防、工業(yè)控制等對(duì)可靠性要求長(zhǎng)春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 較高的 場(chǎng)合。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。 硬件解碼與軟件解碼的比較 硬件譯碼可分為專(zhuān)用譯碼集成電路和自行設(shè)計(jì)的譯碼電路兩種。 6. 按鍵譯碼器 按鍵譯碼器的功能是把四位按鍵信號(hào)譯成相應(yīng) 4的 BCD碼，并向輸出鎖存器發(fā)出優(yōu)先預(yù)置數(shù)的鎖存信號(hào)。 4. 蜂鳴驅(qū)動(dòng)器 蜂鳴驅(qū)動(dòng)器可以說(shuō)是一個(gè)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，當(dāng)輸入使能端 EN為高電平時(shí)進(jìn)入暫態(tài)， BELL輸出為高電平并維持 49個(gè)時(shí)鐘周期，以驅(qū) 動(dòng)蜂鳴器發(fā)出短暫的 “ 嘟 ” 聲音。 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。 2. 譯碼器、誤碼判別器 長(zhǎng)春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 該模塊把來(lái)自解碼控制、串行轉(zhuǎn)并行移位寄存器的十二位解碼信號(hào)譯成 1至 18的五位 BCD碼輸出，并在正確譯碼時(shí) OK輸出高電平，按鍵為 1至 6號(hào)連續(xù)按鍵時(shí) SI輸出高電平，若輸入的十二位解碼信號(hào)不符合 1至 18號(hào)按鍵的編碼時(shí)（此情況發(fā)生在來(lái)自解碼控制、串行轉(zhuǎn)并行移位寄存器模塊的十二位碼在移位時(shí)以及其 它原因造成誤碼時(shí)）五位 BCD碼的輸出保持原來(lái)的值，OK輸出低電平。 具體模塊的劃分如下圖所示： 43 譯碼系統(tǒng)的描述 1. 數(shù)據(jù)同步控制計(jì)數(shù)器 由編碼規(guī)則可知，在 接收編碼其間高電平時(shí)間不會(huì)超過(guò) 3a，如果超過(guò) 3a則可判定為無(wú)編碼發(fā)送時(shí)間，在此時(shí)對(duì)狀態(tài)機(jī)及寄存器清零可獲得正確的數(shù)據(jù)同步。因而產(chǎn)生了專(zhuān)用的解碼芯片和自行設(shè)計(jì)的解碼芯片。 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。 編碼 器由紅外遙控專(zhuān)用芯片 PT2248作為編碼及發(fā)送部分， PT2248最大可用作 18路紅外遙控系統(tǒng)的編碼，其內(nèi)部己集成了 38kHz的紅外載波振蕩及相應(yīng)的數(shù)字脈碼調(diào)制電路，只需外接3 6的矩陣式按鍵、紅外發(fā)光二極管及其驅(qū)動(dòng)電路等少量元器件便可完成編碼發(fā)送的功能。 遙控玩具。 應(yīng)用范圍： 車(chē)輛防盜系統(tǒng)。 RC振蕩電阻。 本設(shè)計(jì)采用 PT2248為編碼器，如圖 41所示 ： V C COUTTECET3T2T1K6K1K2K3K4K5X1X2V S S 圖 41 PT2248 表 42 PT2248管腳說(shuō)明 K1～ K6 地址管腳，用于進(jìn)行地址編碼 T1～ T3 數(shù)據(jù)輸入端，有一個(gè)“ 1”即為編碼發(fā)出 X X2 晶振 TE 編碼啟動(dòng)端 VCC 電源正 端 OUT 編碼輸出 PT2248的特點(diǎn)： CMOS工藝制造，低功耗。但由于早期的生產(chǎn)遙控芯片的廠家較少，主要集中在歐洲和日本，他們所使用的編碼標(biāo)準(zhǔn)成為后續(xù)很多廠家遵循或者模仿的標(biāo)準(zhǔn)，也就是說(shuō)很多廠家生產(chǎn)出自己的遙控器，但只是在脈沖寬度、數(shù)據(jù)位的個(gè)數(shù)上有一些變化，在整個(gè)碼型結(jié)構(gòu)上還是遵循的老廠家的標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于一般的遙控系統(tǒng)， 此串行碼由