【正文】 紅外接收頭解調(diào)后，作為微控制器的遙控輸入信號(hào)，由 CPU 完成對(duì)遙控指令的譯碼，設(shè)計(jì)人員通常利用紅外編碼譯碼專(zhuān)用芯片或者單片機(jī)研制各種紅外遙控系統(tǒng)，對(duì)各種電氣設(shè)備進(jìn)行遙控。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。本紅外遙控解碼系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用模塊化設(shè)計(jì)思想，具體模塊的劃分 為： ? 解碼控制、串行轉(zhuǎn)并行移位寄存器 ? 數(shù)據(jù)同步控制計(jì)數(shù)器 ? 譯碼器、誤碼辨別器 ? 輸出鎖存器 ? 蜂鳴驅(qū)動(dòng)器 ? 按鍵消抖電路 ? 按鍵譯碼器 模塊有三個(gè)輸入端，分別為 CLK 系統(tǒng)時(shí)鐘， DATAIN 數(shù)據(jù) 輸入端 ,異步清零端，分別接有源晶振、紅外接收解調(diào)器輸出和來(lái)自數(shù)據(jù)同步控制計(jì)數(shù)器的清零信號(hào)，三個(gè)輸出分別為長(zhǎng)春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 DATAOUT 12 位并行解碼輸出、 CON 數(shù)據(jù)接收指示端、 READ 輸出鎖存器 DFF_PR 的觸發(fā)信號(hào)。 射脈沖編碼信號(hào)可降低功耗，提高發(fā)射效率。紅外發(fā)光二極管的功率一般比較小，而平均發(fā)射方式的功耗較大，且 抗干擾能力較差。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。每一部分既可由具有相應(yīng)功能的芯片分步完成 , 也可以由專(zhuān)用芯片或 MCU 一次完成 [2]。當(dāng)按下 1 到 6 號(hào)連續(xù)按鍵時(shí)，編碼格 式連續(xù)發(fā)送。這樣，當(dāng)按下遙控器的 7 到 18 號(hào)單擊按鍵時(shí)，系統(tǒng)將以 12 位為一組發(fā)送兩次編碼，其中 60a 為自按下按鍵到發(fā)送編碼的等待時(shí)間， 80a 是重復(fù)發(fā)送 12位 48a編碼的間隔時(shí)間，接收解調(diào)器在此時(shí)的輸出和沒(méi)有收到紅外編碼一樣（為高電平）。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。其遙控 指令‘ 1’以占空比為 3/4 的正脈沖表示，‘ 0’則用占空比為 1/4 的正脈沖表示。而解調(diào)出來(lái)的基帶信號(hào)解碼則由 CPLD 來(lái)實(shí)現(xiàn)。故在設(shè)計(jì)時(shí)，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)送功能。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。因?yàn)榉桨付粌H設(shè)計(jì)起來(lái)便捷，在技術(shù)方面也遠(yuǎn)超乎于方案一。發(fā)射控制器由電源部分、 PLC編碼控制器、光電隔離電路、集成編碼器、振蕩電路及紅外發(fā)射管組成。 編碼器 ED5026 可作三態(tài)編碼，也可以作四態(tài)編碼。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。 其中 ED5026 為編碼器 。 方案二 ： 選用 集成專(zhuān)用編譯碼器件 ED5026，此器件 成功地研制出了多通道紅外遙控系統(tǒng)。由于 PT2248 采用了 38 kHz 載波振蕩及脈碼調(diào)制電路 ,因而接收端采用頻率與之對(duì)應(yīng)的 MIMR1AA 紅外一體化接收解調(diào)器。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。 大可用作 18 路紅外遙控系統(tǒng)的編碼 ,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。 本文根據(jù)嵌入系統(tǒng)的要求進(jìn)行了紅外遙控器控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) . 設(shè)計(jì)中脈沖信號(hào)調(diào)制采用了 PPM 方式 ,紅外遙控器的控制系統(tǒng)采用了超高速集成電路硬件描述語(yǔ)言(VeryHigh speed integrated ci rcuit hardware DescriptionLanguage, VHDL ) , 并通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)編程門(mén)陣列器件 ( Field Pvogrammable Gate Ar rays , FPGA) 實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)能。 紅外遙控作為一種單向紅外通訊技術(shù) , 因其具有性能穩(wěn)定、使用方便以及成本低廉等特點(diǎn) ,已經(jīng)在消費(fèi)類(lèi)電器中得到普遍的應(yīng)用 . 隨著對(duì)電器產(chǎn)品的智能化和使用便利性要求的進(jìn)一步提高 , 紅外遙控的應(yīng)用已開(kāi)始從其傳統(tǒng)的家用電器領(lǐng)域向智慧設(shè)備等新領(lǐng)域擴(kuò)展。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。 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。 為了要達(dá)到遠(yuǎn)距離遙控，除了增加發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率外，還采取了增加發(fā)射扇區(qū)的措施，并對(duì)接收機(jī)接收到的紅外控制信號(hào)進(jìn)行了一定的聚焦處理，使達(dá)到 接收機(jī)較分散的紅外光束能聚焦于一個(gè)較小的面積，以提高接收功率，增強(qiáng)接收效果。與頻分制相比碼分制電路簡(jiǎn)單，使用靈活，在實(shí)際應(yīng)用中多彩用這樣的方式。當(dāng)指令集復(fù)雜時(shí)，一般采用碼分制。這樣識(shí)別編碼方式可以使發(fā)送出去的遙控信號(hào)抗干擾能力強(qiáng)，但由于不同的指令或按鍵要占不 同的頻帶，所以在遙控指令集比較復(fù)雜的場(chǎng)合它需要較多的遙控通道，也就使要占更多的頻率資源。頻分制就是以不同頻率的信號(hào)代表不同的指令或按鍵。其中紅外發(fā)送器用來(lái)產(chǎn)生與指令 /按鍵對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)，并在信號(hào)發(fā)射前預(yù)先對(duì)指令或按鍵信號(hào)進(jìn)行識(shí)別或編碼，并經(jīng)過(guò)調(diào)制以串行數(shù)據(jù)的形式發(fā)送出去。 (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]。目前工業(yè)或民用的紅外光探測(cè)遙控中所使用的紅外光譜主要集中在 [4]。將電磁波譜中間隔為 的波譜段稱(chēng)為紅外光譜區(qū)。要改善接收范圍 , 在選用合適的封裝形式的器件基礎(chǔ)上 , 還可采用多個(gè)發(fā)射管串聯(lián)或并聯(lián) , 并間隔一定距離并列安裝的方式。紅外光發(fā)射的指向性較強(qiáng) , 作用角度較小。長(zhǎng)春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 3 紅 外 遙 控控制原理 紅外 紅外光的有效傳送距離正比于驅(qū)動(dòng)峰值功率 ,紅外發(fā)射二極管為電流型器件 , 其功率與所通過(guò)的峰值電流成正比 , 為了 增加傳輸距離 , 可加大峰值驅(qū)動(dòng)電流。由于設(shè)計(jì)的主要模擬仿真是在高層上實(shí)現(xiàn)的 .所以能及早地發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中的錯(cuò)誤并改正 , 提高設(shè)計(jì)的效率 。 反之， temp high為‘ 1’ temp low 為‘ 0’ 根據(jù) temp_ high 和 temp _low的值來(lái)決定當(dāng)前的工作狀態(tài) , 并給出相應(yīng)的制輸出信號(hào)。139。039。Z39。 39。 architecture sels_arc of sels is signal sel: std_logic_vector ( 1 downto 0) : begin sel=bamp。 use ieee std logic l 164 all。而面 向?qū)?象的方法 :將數(shù) 據(jù)及 對(duì)數(shù) 據(jù)的操作方法放在一起，作一 個(gè)定時(shí)器初始化 等待紅外碼 中斷服務(wù)程序 系統(tǒng)初始化 是否中斷結(jié)束 發(fā)送數(shù)據(jù) 是否發(fā)送完成 返回 長(zhǎng)春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 相互依存、不可分離的整體。每一模 塊內(nèi) 部均是由 順 序、 選擇 和循 環(huán) 三種基本 結(jié) 構(gòu) 組 成 。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) 。 主函 數(shù) 的工作流程 : 長(zhǎng)春工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 否 是 否 是 圖 23 主函數(shù)的工作流程 面 向?qū)?象的 編 程 語(yǔ) 一言 將 客 觀 事物看作具有 屬 性和行 為 的 對(duì) 象，通 過(guò) 抽象找出同一 類(lèi)對(duì)象的共 同屬 性和行 為形 成 類(lèi) 。 這里采用自頂向下的設(shè)計(jì)，首先從整體上規(guī)劃整個(gè)系統(tǒng)的功能和性能，然后對(duì)系統(tǒng)劃分，分解為規(guī)模較小、功能 較為簡(jiǎn)單的局部并確立它們之間的相互關(guān)系。 (7) 生成目 標(biāo) 代 碼質(zhì) 量高， 執(zhí) 行效率高。 (5) 語(yǔ) 法限制不太 嚴(yán)格， 程序的 設(shè)計(jì) 自由度大。 (4) 具有 結(jié) 構(gòu)化的控 制語(yǔ) 句。 (2) 運(yùn) 算符豐富。 VHDL 語(yǔ) 言的優(yōu) 點(diǎn) : （ 1） 語(yǔ) 言 簡(jiǎn) 潔、 緊湊 、使用方便、 靈 活。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。如果設(shè)計(jì)的電路的時(shí)延滿足要求的話，則就可以到第 7 步 啦！ 7．燒寫(xiě)器件（編程）。 6. 后仿真。最后，生成一個(gè)供編程的文件。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。在這一步，將用到第 4 步生成的網(wǎng)表并根據(jù) CPLD/FPG 廠商的器件容量，結(jié)構(gòu)等進(jìn)行布局、布線。 5. 布局、布線。至少，我讀 過(guò)的幾本書(shū)中就沒(méi)有。這一步就好像是把人的腦海中的電路畫(huà)成原理圖。綜合的目的是在于將設(shè)計(jì)的源文件由語(yǔ)言轉(zhuǎn)換為實(shí)際的電路。另外，對(duì)于作為一個(gè)獨(dú)立的設(shè)計(jì)項(xiàng)目而言，仿真文件的提供足可以證明你設(shè)計(jì)的完整性。對(duì)于某些人而言，仿真這一步似乎是可有可無(wú)的。 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。但是，為了提高輸入的效率，你可以用某些專(zhuān)用的編輯器，如： Hdl Editor， Tubor Writer 或者一些 EDA工具軟件集成的 HDL 編輯器 )。當(dāng)你要換器件時(shí)，你只需要將原來(lái)設(shè)計(jì)好的 VDHL 文件在新器件的設(shè)計(jì)工具中再次實(shí)現(xiàn)就行了 。 但是當(dāng)你采用 VHDL等高級(jí)語(yǔ)言來(lái)設(shè)計(jì)時(shí)這些問(wèn)題都會(huì)得到較好的解決。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。但是有一個(gè)重大的問(wèn)題是在于，如果你的產(chǎn)品有所改動(dòng)，需要采用另外的 CPLD/FPGA 時(shí)，你將需要重新輸入原理圖。 CPLD/FPGA 的結(jié)構(gòu)比較熟悉。這樣比較符合人們的習(xí)慣。 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。目前，它在中國(guó)的應(yīng)用多數(shù)是用在 FPGA/CPLD/EPLD 的設(shè)計(jì)中。 翻譯成中文就是超高速集成電路硬件描述語(yǔ)言。 本章小結(jié) 本章是對(duì)我所做的是設(shè)計(jì) —— 基于 vhdl 的紅外遙控編譯碼器的總體概述，分析了當(dāng)下國(guó)內(nèi)和國(guó)外的紅外遙控編譯碼器的發(fā)展和現(xiàn)況，介紹了本設(shè)計(jì)內(nèi)容的特點(diǎn)，列出了本設(shè)計(jì)的任務(wù)。 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)。 第三章主要闡述紅外遙控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與控制原理。 本論文分為六章： 第一章概要闡述紅外遙控編 譯碼器的現(xiàn)狀和本設(shè)計(jì)的特點(diǎn)。 （ d）每當(dāng)接收到有效按鍵時(shí)，蜂鳴器會(huì)發(fā)出提示音。 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