正交编码器 fpga

### 如何在FPGA上实现正交编码器设计与应用

#### 正交编码器的工作原理
正交编码器通过两个相位相差90度的信号A和B来检测旋转方向和位置。当编码器转动时，这两个通道会产生一系列脉冲，通过对这些脉冲计数可以得到转过的角度；而根据两路信号之间的先后顺序则能判断出转向。

#### FPGA中的正交解码逻辑结构
为了处理来自机械装置上的增量型光电编码盘所发出的信息流，在可编程门阵列内部构建了一套专门用于解析此类数据包的方法论体系[^1]。具体来说：

- **状态机**：采用有限状态自动机(FSM)模型去跟踪当前处于哪个象限之中；
- **计数值更新机制**：每当检测到有效边沿触发事件发生之后便相应调整累积总量；
- **错误校验功能**：考虑到实际运行环境中可能存在干扰因素影响测量精度的情况，因此加入了冗余检验环节以提高可靠性。

以下是基于Verilog HDL编写的简单版本源程序片段展示如何捕捉并解释由外部设备传入的一组差分方波序列:

module quadrature_decoder(
    input wire clk,
    input wire rst_n,      // Active low reset signal.
    input wire ch_a,       // Channel A of the encoder.
    input wire ch_b        // Channel B of the encoder.
);
    
    reg [2:0] state;         // Current state register for FSM.
    reg [31:0] position;     // Position counter.

    always @(posedge clk or negedge rst_n)
        if (!rst_n)
            begin
                state <= 3'b000;
                position <= 32'd0;
            end
        else case (state)
            3'b000 : /* ... */ ;// Idle State
            3'b001 : /* ... */;
            ...
        endcase
    
endmodule

此段代码仅作为概念验证用途，并未完全覆盖所有可能的状态转移路径以及边界条件检查等内容。对于更复杂的应用场景，则需进一步完善上述框架下的细节部分[^2]。