一种全数字红外遥控信号调制电路及其调制方法转让专利
申请号 : CN201910543071.9
文献号 : CN110246325B
文献日 : 2022-03-18
发明人 : 侯继红 , 马聪承 , 廖慧 , 孙志兵
申请人 : 广州科技贸易职业学院
摘要 :
权利要求 :
1.一种全数字红外遥控信号调制电路,其特征在于,包括:时钟分频模块、计数模块、调制模块、计时模块和状态机;
所述时钟分频模块,用于为所述状态机、所述计数模块、所述计时模块和所述调制模块提供时钟信号;
所述计数模块,用于对所述时钟信号计数,得到计数值;
所述调制模块,用于根据所述计数值,将待调制的红外遥控信号按照预置调制类型进行调制;
所述计时模块,用于对所述调制模块的调制时间计时,得到计时值;
所述状态机,用于当所述状态机结束获取所述红外遥控信号进程后,控制所述计数模块计数,所述计时模块计时,还用于根据所述计时值,控制所述调制模块对所述红外遥控信号进行一帧信号的调制;
所述计数模块的控制逻辑单元有:16位数据大小比较器lessThan0、lessThan1、lessThan2、lessThan3和16位相等比较器Equal0、Equal1、Equal2,16位加法器Add0,两输入与门AND0、AND1,三输入与门AND2、AND3,三输入或门OR0,四输入或门OR1,两个16位数据选择器MUX21_1,MUX21_2;
三输入或门OR0的输入分别连接相等比较器Equal0、Equal1、Equal2的输出;
相等比较器Equal0、Equal1、Equal2的输入端A[2..0]都连接状态选择信号state_in[2..0],输入端B[2..0]分别输入常数3’b011、3’b100、3’b101;
当state_in[2..0]分别为3’b011、3’b100、3’b101时,三输入或门OR0输出高电平1,并作为16位二选一数据选择器MUX21_1的选择信号SEL,当SEL=1时,该数据选择器MUX21_1选择DATAB端数据,DATAB端数据来自加法器Add0,当16位二选一数据选择器MUL21_2的SEL=0时,计数模块block3进行计数;
所述状态机的输出为ST0‑ST6共7个状态,初始状态ST0,开始读取外部数据状态ST1,结束读取外部数据状态ST2,产生9ms引导码状态ST3,产生4.5ms引导码状态ST4,数据编码调制状态ST5,等待结束状态ST6;在读取红外遥控信号的进程结束后,进入产生引导码的状态即意味着调制的开始,所述计数模块、所述计时模块和所述调制模块各自进行对应的操作;
所述时钟分频模块,还用于提供载波信号;
所述调制模块,还用于将调制后的红外遥控信号与载波信号进行逻辑与运算,得到红外遥控发射信号。
2.根据权利要求1所述的全数字红外遥控信号调制电路,其特征在于,所述预置调制类型具体为脉宽调制。
3.根据权利要求2所述的全数字红外遥控信号调制电路,其特征在于,所述调制模块,具体用于根据所述计数值,对所述红外遥控信号进行NEC红外遥控数据码的脉宽调制。
4.根据权利要求1所述的全数字红外遥控信号调制电路,其特征在于,所述时钟分频模块,还用于提供载波信号;
所述调制模块,还用于将调制后的所述红外遥控信号与所述载波信号进行逻辑与运算,得到红外遥控发射信号。
5.根据权利要求1所述的全数字红外遥控信号调制电路,其特征在于,所述状态机,还用于当所述调制模块调制结束后,将所述状态机调至结束状态。
6.根据权利要求4所述的全数字红外遥控信号调制电路,其特征在于,所述时钟分频模块具体用于,将50MHz的时钟信号分成1MHz、38KHz、2KHz三种时钟信号,其中1MHz的时钟信号为状态机、计数模块、调制模块的时钟信号,38KHz的时钟信号为载波信号,2KHz的时钟信号为计时模块的时钟信号。
7.根据权利要求1所述的全数字红外遥控信号调制电路,其特征在于,所述状态机具体由7种状态,分别为初始状态ST0,开始读取数据状态ST1,结束读取数据状态ST2,产生9ms引导码状态ST3,产生4.5ms引导码状态ST4,数据编码调制状态ST5,等待结束状态ST6。
8.一种红外遥控器,其特征在于,包括权利要求1至7中任一项所述的全数字红外遥控信号调制电路。
说明书 :
一种全数字红外遥控信号调制电路及其调制方法
技术领域
背景技术
调制时,会占用到微控制器的内部资源(如:定时器、中断),使得微控制器资源紧缺,工作效
率低。
发明内容
时,占用微控制器的内存资源,降低微控制器工作效率的技术问题。
号进行一帧信号的调制。
钟信号为载波信号,2KHz的时钟信号为计时模块的时钟信号。
状态ST5,等待结束状态ST6。
制模块提供时钟信号;计数模块,用于对时钟信号计数,得到计数值;调制模块,用于根据计
数值,将红外遥控信号按照预置调制类型进行调制;计时模块,用于对调制模块的调制时间
计时,得到计时值;状态机,用于当状态机结束获取红外遥控信号进程后,控制计数模块计
数,计时模块计时,还用于根据计时值,控制调制模块对红外遥控信号进行一帧信号的调
制。本申请的调制电路可以对红外遥控信号进行调制,在设计时,将该调制电路嵌入到微控
制器后,作为微控制器内专门用于红外遥控的调制模块,不需要微控制器执行程序来编码,
提高微控制器的效率,解决了现有红外遥控信号进行软件编码的调制时,占用微控制器的
内存资源,降低微控制器工作效率的技术问题。
附图说明
具体实施方式
占用微控制器的内存资源,降低微控制器工作效率的技术问题。
申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在
没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
block2、计数模块block3、调制模块block4和计时模块block5提供时钟信号;计数模块
block3,用于对时钟信号进行计数,得到计数值;调制模块block4,用于根据计数值,将待调
制的红外遥控信号按照预置调制类型进行调制;计时模块block5,用于对调制模块block4
的调制时间计时,得到计时值;状态机block2,用于当状态机block2结束获取红外遥控信号
进程后,控制计数模块block3计数,控制计时模块block5计时,并根据计时值,控制调制模
块block4对红外遥控信号进行一帧信号的调制。
序来编码,提高微控制器的效率,解决了现有红外遥控信号进行软件编码的调制时,占用微
控制器的内存资源,降低微控制器工作效率的技术问题。
块block1,用于为状态机block2、计数模块block3、调制模块block4和计时模块block5提供
时钟信号;计数模块block3,用于对时钟信号进行计数,得到计数值;调制模块block4,用于
根据计数值,将待调制的红外遥控信号按照预置调制类型进行调制;计时模块block5,用于
对调制模块block4的调制时间计时,得到计时值;状态机block2,用于当状态机block2结束
获取红外遥控信号进程后,控制计数模块block3计数,控制计时模块block5计时,并根据计
时值,控制调制模块block4对红外遥控信号进行一帧信号的调制。
block3、调制模块block4的时钟信号,38KHz时钟信号为载波信号,2KHz时钟信号为计时模
块block5的时钟信号。
部数据状态ST1,结束读取外部数据状态ST2,产生9ms引导码状态ST3,产生4.5ms引导码状
态ST4,数据编码调制状态ST5,等待结束状态ST6。在读取红外遥控信号的进程结束后,进入
产生引导码的状态即意味着调制的开始,计数模块block3、计时模块block5和调制模块
block4各自进行对应的操作。
计数值为9000,在ST4状态下计数值为4500,在ST5状态下的计数值根据调制模块block4的
移位输出端决定,分别为计数值为1125和2250,将这些计数值送给调制模块block4用来产
生移位脉冲的时间宽度。
Equal1、Equal2,16位加法器Add0,两输入与门AND0、AND1,三输入与门AND2、AND3,三输入或
门OR0,四输入或门OR1,两个16位数据选择器MUX21_1,MUX21_2,由上述的电路结构实现16
位计数模块block3的计数及复位控制。
入端B[2..0]分别输入常数3’b011、3’b100、3’b101。可知,当state_in[2..0]分别为3’
b011、3’b100、3’b101(即状态ST3、ST4、ST5)时,三输入或门OR0输出高电平1,并作为16位二
选一数据选择器MUX21_1的选择信号SEL,当SEL=1时,该数据选器选择DATAB端数据,DATAB
端数据来自加法器Add0,此时,如果16位二选一数据选择器MUL21_2的SEL=0时,计数模块
block3进行计数。
高电平,MUX21_2的输出端选择DATAB,因DATAB端连接常数16’h0000,则此时计数模块
block3[5..0]复位。
高电平,MUL21_2的输出端选择DATAB,因DATAB端连接常数16’h0000,则此时计数模块
block3[5..0]复位。
四输入或门OR1的输入。当在ST5,且shift_out=1,且计数器计数模块block3的计数值大于
2250时,与门AND2输出1,则或门OR1输出1,OR1输出连接16位数据选择器MUX21_2的SEL端,
当SEL=1时,MUX21_2的输出端选择DATAB输入端,因DATAB输入端是常数0,此时计数器实现
复位操作。
控信号与载波信号进行逻辑与运算,得到红外遥控发射信号。
遥控信号根据NEC红外遥控数据码和用户码的编码格式进行编码(数据变换),并锁存到调
制模块寄存器。在ST4状态下,将锁存在的数据送移位寄存器。在ST5状态下将锁存在shift_
data[15..0]的16位数据按照NEC红外编码格式进行数据调制。调制模块block4输出端的波
形就是被调制的脉宽信号,该脉宽信号通过与门AND5与外部输入的载波信号相与,得到红
外遥控发射信号,并从modulated_data_out端输出。
的输入分别是状态输入信号state_in[2..0]和常数3’h4,当state_in[2..0]的值与常数3’
h4(即state_in[2..0]=3’h4)时,比较器输出1,则MUX21_5的SEL=1,MUX21_5的输出端选
择DATAB,此时,将锁存在调制模块寄存器的数据给移位寄存器,实现移位寄存器的数据装
载。
状态机输入state_in[2..0]与常数3’h5比较,当state_in[2..0]=3’h5(在ST5状态)时,
Equal4输出1,则MUX21_6的SEL=1,MUX21_6输出端选择DATAB端输入,并将DATAB端数据送
移位寄存器,因DATAB端数据是来自移位寄存器的DATAA端数据的第32位与1’h0的逻辑与,
把第32位数据变为0,实现移位寄存器在移位时最高位补0的操作。
后进入ST2状态,在ST2状态结束读取数据,然后转到ST3状态。
到9000时(刚好9ms),计数模块block3清0,并转到ST4状态。
位输出端输出高电平时,计数模块block3的计数到2250(即2.25ms),计数模块block3清0。
移位输出端每移位一次输出一位数据,移位次数计数器加1,并将移位的次数送给状态机
block2,当移位次数达到32时,状态机机器进入ST6状态,等待一帧红外信号结束,当获取到
一帧红外结束信号时,调制模块过程结束,系统又回到ST0状态,准备下次调制模块。
32数据的调制。
Equal3的输出,当Equal3的输入端A连接状态输入state_in[2..0],B端是常数3’h0,当
state_in[2..0]=3’h0(状态ST0)时,Equal3输出高电平1,即MUX21_8的SEL=1,则选择
DATAB端数据,因DATAB=6’h0,实现计数器在ST0状态下复位。当不在ST0时,SEL=0,MUX21_
8选择DATAA端输入,DATAA端连接6位二选一连接数据选择器MUX21_9输出端。MUX21_7的SEL
端连接相等比较器Equal4的输出,当state_in[2..0]=3’h5(状态ST5)时,Equal4输出高电
平1,则MUX21_9的SEL=1,选择DATAB输入,DATAB连接加法器ADD0的输出,此时实现移位次
数计数器的加1操作。
=0时,SEL=1,则MUX21_3选择DATAB端输入,因DATAB=32’h0000000,此时锁存器复位。当
reset=1时,SEL=0,MUX21_3选择DATAA端输入,DATAA端连接32位二选一数据选择器
MUX21_4的输出。MUX21_4的数据选择信号SEL端连接相等比较器Equal1的输出,Equal1比较
器的输入分别是状态输入信号state_in[2..0]和常数3’h2,当state_in[2..0]的值与常数
3’h2(即state_in[2..0]=3’h2)时,比较器输出1,则MUX21_4的SEL=1,MUX21_4的输出端
选择DATAB。数据输入端data_in[15..0]经数据转换(atch_data_in[15..0],latch_data_
in[7..0]、latch_data_in[15..8]取反后分别与latch_data_in[7..0]、latch_data_in
[15..8]合并组合成32位数据,并作为DATAB输入,所以当在状态ST2(state_in[2..0]=3’
h2),MUX21_4的SEL=1,且reset=0时选择MUX21_4的DATAB端,此时在时钟clk_1us的下降
沿将DATAB端数据锁存到latch_in_data[31..0],实现数据的锁存输入。当reset=1(不复
位)且,不在ST2状态(state_in不等于3’h2)时,MUX21_4、MUX21_3的SEL都为0,输出都选择
DATAA端数据,因MUX21_4的DATAA端连接数据锁存器,所以此时锁存器在每个clk_1us时钟
下降沿实现数据保持。
序来编码,提高微控制器的效率,解决了现有红外遥控信号进行软件编码的调制时,占用微
控制器的内存资源,降低微控制器工作效率的技术问题。
序来编码,提高微控制器的效率,解决了现有红外遥控信号进行软件编码的调制时,占用微
控制器的内存资源,降低微控制器工作效率的技术问题。
序来编码,提高微控制器的效率,解决了现有红外遥控信号进行软件编码的调制时,占用微
控制器的内存资源,降低微控制器工作效率的技术问题。
述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些
修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。