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基于LED光數(shù)據傳輸?shù)臏囟葘崟r顯示系統(tǒng)

作者:京微雅格應用工程師 安瑪麗 時間:2014-08-29 來源:EEPW 收藏

  摘要:光通信,就是用光來實現(xiàn)無線通信,主要是靠發(fā)光二極管()發(fā)出的高速亮滅閃爍信號來傳輸信息的。LED光通信具有傳輸數(shù)據率高,保密性強,無電磁干擾,無需頻譜認證等優(yōu)點。該技術現(xiàn)仍處于起步和摸索過程中,但其未來的應用將非常廣泛,室內接入、交通控制、車輛無線導航等,凡是涉及到LED的場合都將是LED光通信技術的潛在應用。

本文引用地址:http://m.ptau.cn/article/262391.htm

  本文提出了以低功耗FPGA HR(黃河)系列為主控制器,以傳感器,LED燈,光頻轉換器,LCD屏等為外圍電路的基于LED光數(shù)據傳輸?shù)?a class="contentlabel" href="http://m.ptau.cn/news/listbylabel/label/溫度">溫度實時傳輸及顯示方案,實現(xiàn)了可靠的值實時傳輸和顯示。

  關鍵字:LED,光通信,F(xiàn)PGA,溫度顯示

  1. 系統(tǒng)功能介紹

  本系統(tǒng)主要包括CME-HR03 FPGA,溫度傳感器,光頻轉換器及LCD顯示屏幾個部分,其實現(xiàn)框圖如下所示:

  本系統(tǒng)中,首先由溫度傳感器經IIC接口將采集到的溫度值傳送給HR系列FPGA中做處理,之后經過UART協(xié)議將數(shù)據串行的傳送給LED燈,以燈的亮滅閃爍表示數(shù)字數(shù)據,之后經光頻轉換器,將LED燈傳送的信息轉換為不同頻率的方波,再經FPGA接收還原數(shù)據,最后送到16*2的LCD顯示屏上進行溫度值的實時顯示。

  在本設計發(fā)送模塊中,溫度傳感器每次采集到的溫度值一共9bit,傳送數(shù)據格式為:起始位(0)+9bit數(shù)據+停止位(1),每次傳輸一共11bit數(shù)據。在發(fā)送端,我們啟用波特率發(fā)生器來控制發(fā)送速率,1bit數(shù)據大約占25ms。

  在接收端,我們采用5ms的時間間隔不停的對此方波信號進行上升沿計數(shù),如果計數(shù)值大于所設閾值,則認為此時發(fā)送的數(shù)據為0,反之則為1;當接收端檢測到數(shù)據的下降沿時,啟動波特率發(fā)生器(大約25ms一個間隔),在波特率發(fā)生器輸出高電平的第三個5ms間隔,即為數(shù)據的中間采樣點,就這樣在數(shù)據下降沿之后連續(xù)接收9bit數(shù)據送到LCD顯示屏上,即為一次數(shù)據傳輸過程結束。

  經過測試,該系統(tǒng)可以穩(wěn)定可靠的實現(xiàn)基于LED光傳輸?shù)臏囟戎档膶崟r傳輸及顯示。

  具體的工作原理如下圖:

  2. 硬件實現(xiàn)

  該系統(tǒng)用到的器件主要有:

  HR(黃河)系列FPGA具有超低功耗,超小尺寸等特性,具有豐富的邏輯資源及用戶可配置IO,邏輯性能高達200MHz,可被廣泛的應用在消費電子、汽車電子、手持設備等不同領域。

  溫度傳感器可支持任意時刻讀寫,溫度精度為0.5度,其可采集的溫度范圍為-55度至125度。環(huán)境溫度與采集的值的對應關系為:環(huán)境溫度=采集值*0.5。

  光頻轉換接收器可以接收的可見光波長范圍為320nm~1050nm,該器件中含有一個光敏二極管和一個光頻轉換器,可將不同強度的可見光轉換為占空比為50%的不同頻率的方波。

  硬件演示鏈接:

  http://v.youku.com/v_show/id_XNzE1NTU3NjQ4.html

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