基于fpga的红外遥控彩灯控制器的设计

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1、基于FPGA的红外遥控彩灯控制器的设计　　摘要：设计一种基于现场可编程逻辑器件FPGA的红外遥控彩灯多模式显示控制系统。具有成本低、性能可靠、扩展性好等优点。详细介绍了系统的电路结构，提出一种由SC9148B红外发射芯片及外围电路作为发送器，HS0038B红外一体化芯片作为接收器，FPGA作为核心控制器的红外遥控系统的构建方法。该系统通过时序仿真与FPGA逻辑验证，结果表明，该设计能很好地实现彩灯红外遥控信号的解码控制、键值信号存储及译码、彩灯多模式显示等功能。　　关键词：红外遥控；FPGA；解码；显示　　中图分类号：TN929.1?34文

2、献标识码：A文章编号：1004?373X（2015）19?0040?03　　Abstract：Amulti?modecoloured?lanterndisplaycontrolsystemwithinfraredremotecontrolbasedonFPGAwasdesigned，whichhastheadvantagesoflow?cost，reliableperformanceandexcellentscalability.Thecircuitstructureofthesystemisintroducedindetail.Acons

3、tructionmethodofinfraredremotecontrolsystemisputforward，whichtakestheinfraredemissionchipSC9148Bandperipheralcircuitasthetransmitter，theintegratedinfraredchipHS0038Basthereceiver，andFPGAasthecorecontroller.ThissystemwasverifiedbytimesequencesimulationandFPGAlogic7validatio

4、n.Theactualresultsshowthatthisdesigncanrealizethefunctionsofdecodingcontrolofinfraredremotecontrolsignalforthecolouredlanterns，storageanddecodingofthekeyvaluesignal，andmulti?modecoloured?lanterndisplay.　　Keywords：infraredremotecontrol；FPGA；decoding；display　　现代电子技术迅猛发展，传统的设

5、计方法正逐步退出历史舞台，基于可编程[1]逻辑器件FPGA的芯片设计技术逐步成为电子系统设计的主流。传统的红外遥控彩灯控制系统的信号解码多采用单片机或ARM实现，其编码器和解码器的设计均为软件方式，实际应用中容易受到外界干扰而程序跑飞，且软件解码为串行运算，响应速度慢，CPU资源占用多，系统可靠性较低。相比之下，基于并行处理的FPGA具有非常显著的优势，其速度快、系统集成度高、抗干扰能力强、工作稳定可靠、设计更改方便。本文采用市场主流的FPGA技术实现彩灯的红外遥控，充分融合了通信技术、数字逻辑处理技术及FPGA技术[2]在工程实践中的一体

6、化应用。　　1系统设计原理7　　红外遥控系统[3]一般主要由红外发射器、红外接收器和核心解码微控制器及其外围电路等四部分构成。本设计中，在数十米范围内，当按键被按下时，红外发射器产生与指令/按键对应的控制信号，并对控制信号进行识别/编码，经过调制后，通过红外发射管将串行数据以红外光的形式发送出去。接收器接收来自发送器的红外信号，并对接收到的信号进行检波、放大、滤波解调、整形等，最后从载波上恢复出基带信号。还原后的基带信号被送入核心解码控制器FPGA，转换为相应的控制信号完成彩灯控制。　　2红外发射电路设计　　2.1红外通信协议　　发射电路采

7、用SC9148B为主芯片，其调制方式采用脉位调制（PulsePositionModulation，PPM），将遥控指令编码成脉冲序列[4]。其遥控指令的‘1’是以占空比为[34]的正脉冲表示，‘0’则用占空比为[14]的正脉冲表示，[a=16（38kHz）。]　　脉位调制编码方式如图1所示。编码协议由12位按键码组成，每一位均按照上述编码规则所代表的‘0’，‘1’构成，时间长度为[12×4a=48a。]当按键被按下时，发射电路将以12位码（48a）为一组发送两次编码，其中60a时间间隔为从按键按下到发送编码的延迟时间，80a为重复发送12位

8、码（48a）的间隔时间，208a为重复发送两次编码的间隔时间。编码指令如图2所示格式连续发送。　　电路工作原理为，当检测到按键按下时，DOUT端口输出38kHz高频调制信号，经红