3 系統的硬件設計與實現

　　3.1 學習器

　　學習器是硬件電路的主要部分，兼有學習與遙控的功能，它以FPGA為核心，外圍電路力求簡單，主要由鍵盤、存儲器、接收電路和發射電路組成，考慮到用純硬件來控制LCD顯示的困難較大 ，決定采用微控制器協助FPGA來實現。這里的接收電路與后面要講的接收器不同，它專為學習功能設置，負責接收已有遙控器的紅外信號并送至FPGA內部進行識別、譯碼以及存儲，發射電路由驅動電路和紅外發光二極管兩部分電路組成，負責將編碼信號以紅外光的形式發射出去。

　　總體原理框圖如圖2所示：

圖2.學習器硬件結構

　　3.1.1 FPGA的設計

　　包括鍵盤模塊、發射編碼調制模塊、接收譯碼存儲模塊三個模塊，另外還有一個總控制模塊，其內部結構如圖3所示：

圖3.FPGA內部結構

　　總控制模塊是一個有限狀態機，它負責協調其他各個模塊的工作并提供與顯示電路和存儲器的接口；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；接收譯碼存儲模塊由計數器記錄接收信號高低電平的寬度，并將數據存入存儲器相應地址中，存儲時序由狀態機來控制；發射編碼調制模塊負責由存儲器中讀取當前按鍵的數據信息，產生與學習到的信號相似的高低變化的電平，并以38kHz的載波調制輸出。

　　3.1.2 單片機實現的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控制液晶來顯示遙控器所處的狀態并提示用戶進行正確的操作。