,主要阐述了系统的软件设计。本系统使用FPGA作为数据采集芯片,主要对红外遥控码进行采集测量。系统以EDA技术为设计核心,采用DMA方式存取数据,实现系统高速的要求。,多媒体课室的遥控教学设备在不断增加,如果能在多媒体课室的控制台上统一遥控这些设备,这将给教学带来极大的方便。遥控是通过红外管发送红外遥控码对其设备进行控制的。不同设备的遥控发送的红外遥控码都是不同的。同样地,若控制台要控制这些遥控设备,就必须发送与其遥控发送的完全一样的红外遥控码。控制台要实现对所有遥控设备的集中控制,首先就应当获取这些设备的红外遥控码。本文所介绍的就是一种能准确采集红外遥控码的系统。红外遥控码主要有脉冲和载波两种形式,但无论是哪一种形式,都是只有‘0’和‘1’的二进制数字信号,只要采集到信号高低电平的脉宽,就能还原出原信号。下面是一个典型红外遥控码的波形:一般红外遥控码的一些参数:①载波频率:34K~40KHz,主要集中于38KHz。②载波脉冲占空比(高电平脉宽与一个周期宽度之比)通常为1:4或1:3。取1:4的40K载波计算,一个载波周期为25us,。③整个红外遥控码时间长度一般小于150ms,编码长度(也就是解调后的红外遥控码位数)通常小于34位。,其基本原理是:在一个红外遥控码宽里对标准时钟的周期脉冲进行累加计数,其计数值乘以标准时钟周期就是这个红外遥控码的脉宽。例如,取10MHz频率的标准时钟,。下图中一个红外遥控码(高电平)的脉宽内包含20个标准时钟周期。因此,此脉宽的计数值为20,而脉宽实际时间值=20×=2us。当一个红外码脉宽里包含非整数个时钟周期时,该计数值就会产生误差,其误差的大小与计数器标准时钟的选取有关。标准时钟频率越高,产生的误差就越小。一般仪器对红外遥控码的误差要求低于1%。若取20MHz作为标准时钟,,,其计数值为125,而计数器误差为±1,所以最大的误差为1/125=%。取20MHz作为标准时钟符合要求。由上面红外遥控信号的参数可知,3个八位的计数器足以表示信号中任一个脉宽值。以下是设计红外遥控码采集系统的方案讨论:-1。基于单片机是指对红外遥控码的采集和测量由单片机完成。由于单片机工作速度比较慢,只能对经过解调后的红外遥控码进行采集测量,其测量精度也不高。另外,单片机不能得知载波信息,必须通过其它途径获知载波信息,误差较高。因此采集到的红外遥控码可能对某些误差要求较低的设备进行遥控。这说明了此方案具有一定的局限性。,因此考虑使用PLD采集和测量红外遥控码。系统由PLD的内部编程计数器对红外遥控码的载波脉宽进行计数,并将每一个计数值交给单片机,由单片机将计数值存进RAM,最后由单片机完成与PC机的数据通信。PC机对数据处理后,得到红外遥控码和载波的信息,从而还原出已调制的整个红外遥控码。其系统框图如图2-2。但此方案的系统可能会在PLD与单片机的接口出现“瓶颈”效应。,如果要采集一个如此小的脉宽,。计数值由3个字节表示,而单片机传送3个字节的数据最少需要的6条指令周期,相当于12个机器周期。如果选用89C51单片机外接最高可支持的24MHz的晶振经过12分频,,所以整个指令周期最少需要6us。这样实际操作起来就可能出现单片机还没传送完上一个脉宽的计数值,就必须中断传送下一个脉宽的计数值,从而可能导致数据的流失。这就是单片机速度跟不上而可能出现的“瓶颈”效应。,采集完后再从RAM读出数据送给单片机,由单片机完成和PC机通信。系统采集红外遥控码分两次进行,一次采集红外遥控码本身,另一次采集红外遥控码的载波信息。其框图如图2-3。由于PLD和RAM都是高速器件,所以不会在接口上产生“瓶颈”。系统实现起来虽然比上一个方案复杂,但确保了数据的可靠性。由此可知,此方案是相对最好的高速数据采集系统方案,符合方案设计中所突出的“高速”的要求。。,PLD内部必须设计三大功能器件:
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