3 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

　　3.1 學(xué)習(xí)器

　　學(xué)習(xí)器是硬件電路的主要部分，兼有學(xué)習(xí)與遙控的功能，它以FPGA為核心，外圍電路力求簡(jiǎn)單，主要由鍵盤、存儲(chǔ)器、接收電路和發(fā)射電路組成，考慮到用純硬件來(lái)控制LCD顯示的困難較大 ，決定采用微控制器協(xié)助FPGA來(lái)實(shí)現(xiàn)。這里的接收電路與后面要講的接收器不同，它專為學(xué)習(xí)功能設(shè)置，負(fù)責(zé)接收已有遙控器的紅外信號(hào)并送至FPGA內(nèi)部進(jìn)行識(shí)別、譯碼以及存儲(chǔ)，發(fā)射電路由驅(qū)動(dòng)電路和紅外發(fā)光二極管兩部分電路組成，負(fù)責(zé)將編碼信號(hào)以紅外光的形式發(fā)射出去。

　　總體原理框圖如圖2所示：

圖2.學(xué)習(xí)器硬件結(jié)構(gòu)

　　3.1.1 FPGA的設(shè)計(jì)

　　包括鍵盤模塊、發(fā)射編碼調(diào)制模塊、接收譯碼存儲(chǔ)模塊三個(gè)模塊，另外還有一個(gè)總控制模塊，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3所示：

圖3.FPGA內(nèi)部結(jié)構(gòu)

　　總控制模塊是一個(gè)有限狀態(tài)機(jī)，它負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)其他各個(gè)模塊的工作并提供與顯示電路和存儲(chǔ)器的接口；鍵盤模塊接收用戶的按鍵信息，并編碼輸出給總模塊，這些信息包括按鍵的地址，按鍵的類型和用戶選擇要遙控的器件編碼；接收譯碼存儲(chǔ)模塊由計(jì)數(shù)器記錄接收信號(hào)高低電平的寬度，并將數(shù)據(jù)存入存儲(chǔ)器相應(yīng)地址中，存儲(chǔ)時(shí)序由狀態(tài)機(jī)來(lái)控制；發(fā)射編碼調(diào)制模塊負(fù)責(zé)由存儲(chǔ)器中讀取當(dāng)前按鍵的數(shù)據(jù)信息，產(chǎn)生與學(xué)習(xí)到的信號(hào)相似的高低變化的電平，并以38kHz的載波調(diào)制輸出。

　　3.1.2 單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的LCD顯示電路

　　顯示電路采用RT12864M-2型液晶顯示器，由我們較為熟悉的單片機(jī)控制液晶來(lái)顯示遙控器所處的狀態(tài)并提示用戶進(jìn)行正確的操作。