基于FPGA的红外遥控接收器模块数据传输

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

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

1

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。

2

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。

3

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。

4

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。

Verilog代码实现

1

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
);

 

 

2

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。

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

 

 

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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

 

 

效果图如下。

编辑：黄飞