FPGA实现红外接收与7段数码管显示技术

本篇文章主要探讨了如何在基于FPGA的设计中实现红外线接收功能，特别是在数字键按下时接收红外信号并将其转换为数码管上的相应数字显示。文章的核心内容围绕FPGA（Field-Programmable Gate Array）设计展开，具体使用了Verilog语言进行编程。 首先，模块`IR`包含了输入和输出端口，如时钟(clk)、复位信号(rst_n)、红外(IR)接收输入以及控制数码管的两位选择信号(led_cs)和数据输出信号(led_db)。该模块内部定义了多个寄存器，如`led_cs`、`led_db`、`irda_data`、`get_data`、`data_cnt`等，用于存储接收到的红外数据并处理它们。 在设计过程中，为了解决亚稳态问题并减少噪声的影响，引入了多个寄存器，如`irda_reg0`、`irda_reg1`和`irda_reg2`。其中，`irda_reg1`和`irda_reg2`作为状态跟踪寄存器，分别保存当前状态和前一状态，以便检测红外信号的上升沿(`irda_pos_pulse`)和下降沿(`irda_neg_pulse`)。这两个沿边信号的检测对于正确解析红外数据至关重要。 `cnt_scan`是一个扫描频率计数器，通过posedge clk触发，用于同步和处理红外数据的接收过程。当复位信号rst_n为低电平时，所有寄存器清零，进入初始化状态。在正常工作流程中，当红外接收信号变化时，会通过`irda_chang`信号更新数码管显示。 文章的重点在于如何将接收到的红外码转换成可识别的数据，并通过`irda_data`寄存器逐位处理。每接收到一组完整的红外码，`data_cnt`就会递增，直到读取完整个32字节的数据包。如果在这个过程中检测到数据错误，`error_flag`会被置位，表明数据传输可能存在故障。 在完成数据接收后，`get_data`寄存器会保存接收到的32字节数据，然后根据这些数据更新数码管显示。例如，`led1`、`led2`、`led3`和`led4`分别对应数码管的四个段，通过调整它们的状态来显示对应的数字。 这篇文章提供了一个FPGA实现红外接收的具体实例，展示了如何利用Verilog编程语言设计和调试硬件逻辑，以确保准确无误地将红外信号转换为可见的数码管显示，这对于嵌入式系统和物联网应用中的远程控制具有实际价值。