基于FPGA的红外收发装置的设计与研究要点详解.ppt

FPGA的介绍 FPGA是英文Field Programmable Gate Array的缩写，即现场可编程门阵列。它是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。 FPGA是可编程芯片，因此FPGA的设计方法包括硬件设计和软件设两部分。硬件包括FPGA芯片电路、存储器、输入输出接口电路以及其他设备，软件即是相应的HDL程序以及嵌入式C程序。 1、 FPGA开发流程 FPGA的设计流程就是利用EDA开发软件和编程工具对FPGA芯片进行开发的过程。 2、FGPA的基本特点 ①采用FPGA设计ASIC电路，用户不需要投片生产，就能得到合用的芯片。 ②FPGA可做其它全定制或半定制ASIC电路的中试样片。 ③FPGA内部有丰富的触发器和I／O引脚。 ④FPGA是ASIC电路中设计周期最短、开发费用最低、风险最小的器 件之一。 ⑤FPGA采用高速CHMOS工艺，功耗低，可以与CMOS、TTL电平兼容。 系统整体设计框架 本系统主要由如上图所示的三大部分组成： 第一部分是红外信号发射部分，该部分是由编码键盘SW1,SW2,S3作为输入信息，在FPGA的红外发射模块程序中，将按键对应的二进制输入信息进行调制编码，将其转化为符合红外发射要求的数据后，传给外部的红外发生器，进行38KHz的载波红外发射。 第二部分是接收模块，外部的红外接收器接收到来自红外发生器的信号后，将该数据送入FPGA中的红外接收模块程序中，对接收信号进行解码得到原始编码信号。 第三部分显示部分，将得到的解码后的数据送入FPGA控制的数码显示模块程序中，驱动8段数码管的显示，再由LED数码管显示出来。 此过程集合了红外的发送、接收、编/解码等功能，以达到红外数据传输以及红外控制目的，也就是本系统要实现的功能。 红外发送/接收电路 发送电路的主要功能是：将二进制数字信号调制成某一频率的脉冲序列，再驱动红外发射管以光脉冲的形式发送出去，本系统采用的是38kHz的近红外频率。 接收电路的主要功能是：将红外光信号转换为电信号．再解调为数字信号，最后把串行信号解码为并行数据输出。 电源电路 LED、按键电路 核心板上设计有4 个LED，采用 灌电流方式（FPGA 管脚输出低 电平点亮LED），用于简单的测 试电路板的功能是否正常，也可 以用于显示程序运行的一些状态。 数码管显示电路 板上共有2 个共阳极的4 位七段数码管，R1~R9 是段码上的限流电阻，位码由于电流较大，采用了PNP 三极管驱动。当位码驱动信号为低电平（0）时，对应的数码管才能操作；当段码驱动信号为低电平（0）时，对应的段码点亮。 致谢 在这段时间里，院上的许多老师对我进行了帮助。在这里我表示感谢，特别是我的指导老师雷改惠老师，本论文从选题到完成，每一步都给了我大力的支持与帮助、耐心的辅导与解惑。张先鹤教授渊博的专业知识，严谨的治学态度，精益求精的工作作风，宽以待人的崇高风范，是我日后学习、工作与生活中的最好的榜样。 在这次毕业设计过程中，我收获很大。一开始时，我感觉时毫无头绪，但是通过阅读了大量别人的论文后，开始有了一点感觉，但是真正的上手还是在我自己写了论文提纲并自己整理了一些资料以后。通过这次论文写作我最大的感受是发现其实好多东西并不那么的复杂，关键是要静下心来，从繁杂的资料中找出对自己有用的，并结合自己所学知识对问题进行分析，便可以很轻松的解决。完成这篇论文不仅仅使得我在专业知识上得到了在进一步学习，也锻炼了我独立完成任务的能力，培养了我进行科学研究的一些基本素质，更提高了我的综合能力和素质。此外，还得到一些同学的帮助，在此一并致以最诚挚的谢意 基于FPGA的红外收发 装置的设计与研究 姓名：刘晓晋 班级：1001班 指导老师：雷改惠 目录 本文主要研究内容 FPGA的介绍 系统设计整体框架 致谢 本文主要研究的内容 本系统的设计目的是用红外线作为传输媒质来传输用户的操作信息并由接收电路解调出原始信号，主要用到FPGA的编码模块和解码模块对信号进行调制与解调，红外通信的实质就是对二进制数字信号进行调制和解调，以便利用红外信道进行传输。 本文所设计的红外收发装置能对编码键盘提供的输入信息进