请问能否详细地讲解fpga红外解码原理呢？

赵大宇

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请问能否详细地讲解fpga红外解码原理呢？

界徐盛

红外遥控系统广泛应用于家用电器和工业控制等领域，具有体积小、信息传输可靠、功耗低、成本低等优点。红外遥控信号解码是红外遥控系统中的关键技术之一，其基本原理是接收红外发光二极管发出的具有特定编码信号的红外线，然后通过接收电路转换成相应的电信号进行解码。以下是对FPGA红外解码原理的详细说明：

1. 红外遥控系统组成：红外遥控发射部分由遥控按键、编码以及调制电路、红外发光二极管等组成；接收部分由光敏二极管、解调电路等组成。最终将解调的信号输入FPGA内进行解码输出。1

2. 红外遥控编码协议：红外遥控的编码协议种类繁多，如NEC、Philips RC-5、Philips RC-6、Sony SIRC等，其中NEC协议使用最为广泛。NEC协议采用的是PPM（Pulse Position Modulation，脉冲位置调制）进行编码，数据由引导码、地址码、地址反码、数据码、数据反码以及结束位组成。1

3. 红外信号的编码方式：逻辑“1”和逻辑“0”是根据脉冲之间的时间间隔来区分的。逻辑“1”由560us的高脉冲加上1.69ms的低电平组成，而逻辑“0”由560us的高脉冲加上560us的低电平组成。由于红外接收头的特性，接收到的信号波形与发送的波形相反。1

4. FPGA红外解码电路设计：设计中包括红外解码关键电路和红外解码状态机。关键电路设计主要是识别红外信号中的不同时间间隔，如9ms的低电平、4.5ms的高电平、560us的低电平、1690us的高电平等，这些通过计数器来实现。状态机则负责根据接收到的信号状态进行相应的跳转，完成解码过程。5

5. 状态机解码过程：状态机处于空闲状态时，检测到红外信号的下降沿表示可能收到红外信号，此时状态机跳转到识别9ms低电平的状态。如果检测到9ms低电平，状态机跳转到判断是重复码还是地址码状态。根据高电平的持续时间，状态机可以判断接收到的是地址码、数据码还是重复码，并进行相应的处理。2

6. 实验与验证：实验目标是使用FPGA开发板配套的红外遥控器发送红外信号，FPGA开发板上的一体化接收头接收到红外信号后传入FPGA芯片内，FPGA芯片接收到信号后进行解码，将解码后的按键码显示在数码管上。如果检测到发送了重复码，则让LED闪烁显示。1

通过上述设计和实现，基于FPGA的红外遥控信号解码系统能够准确地解码红外遥控器发出的信号，并将解码结果显示出来，验证了设计的可行性和有效性。5