FPGA之旅设计99例之第十四例-----接收红外遥控数据

一. 简介

本例是FPGA之旅设计的第十四例，本例将红外遥控的使用，并将红外接收器接收到红外遥控的数据显示在数码管上。

红外遥控接收器模块，非常简单，也是由GND，VCC和数据三个引脚组成，通过杜邦线可以直接连接在FPGA的IO口上，产品细节如下。

二. 红外数据传输

数据传输过程如下

• 引导码：标志的数据传输的开始。

• 数据码：传输红外遥控发送的数据，一帧数据共有32bit，4个字节。分别为地址，地址反码，数据，数据反码。先发送低位。

• 停止码：标志着数据传输的完成。

• 重复码：当一直按下某个按键的时候，并不会再次发送数据，而且通过重复码标志按键一直处于按下的状态。如果一直按下的话，约110ms，发送一次重复码。

在对数据传输过程有了个大致的了解后，下面就对每个部分进行详细的讲解。

所有波形都是对于遥控器来说的

(一). 引导码

引导码波形如下，遥控器先发送9ms的信号，然后空闲4.5ms后，引导码结束。

这个时候在开发板上结束到的电平变化为，9ms的低电平，4.5ms的高电平。也就是说，遥控器发送信号的时候，接收器上为低电平，遥控器空闲时，接收器上为高电平，这点在处理的时候需要注意。

(二). 数据码

数据码主要是看，数据0和数据1是如何表示的。通过下图可知，**数据1是560us的信号，加1.69ms的空闲。数据0是560us的信号，加560us的空闲。**知道了数据是如何表示的后，在接收的时候，只需要按照波形接收32bit的数据即可。

(三). 结束码

在最后一个数据接收完成了，遥控器会发送560us的信号，然后空闲，表示发送结束。

(四). 重复码

重复码，是和引导码对应的，如果发送的是重复码的话，引导码中的空闲4.5ms，会变成2.25ms，然后直接进入结束吗。根据空闲时间的长短，可以判断是引导码，还是重复码。

了解了其发送的波形变换情况，就可以进行代码的编写了。

三. Verilog代码实现

(一). 端口信号确定

端口信号很简洁，当接到一次红外数据的时候，infrared_end，就会拉高一个周期。

Infrared_Reception(
	
	input		sys_clk,
	input		rst_n,
	
	input		infrared,				//红外信号IO
	output	infrared_end,			//接收数据完成
	
	output[7:0]	infrared_data		//接收到的数据
);
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

(二). 状态确定

通过上面的分析可知，一共可以分为如下四个状态。I_START其中包括引导码和重复码，根据时间可以确定，下一个状态该跳转到那。

localparam	I_IDLE					=		'd0;		//空闲态
localparam	I_START					=		'd1;		//开始态，也就是引导码阶段
localparam	I_DATA					=		'd2;		//数据态
localparam	I_END					=		'd3;		//结束态
1
2
3
4

(三). 状态机跳转

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)  //表示重复码，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
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29

效果图如下。

需要完整代码的可以发送 FPGA之旅设计99例之第十四例 获取