PPM解码器

PPM即Pulse Position Modulation（脉冲位置调制），利用脉冲的相对位置来传递信息的一种调制方式。在这种调制方式中，数据能够高速的传递。本文就来详细介绍一下PPM解码器。

1、PPM的功能描述

输入信号

clk，时钟周期为0.59us

rst，异步复位信号，低电平有效

din，输入的PPM编码后的数据

输出信号

[7:0] dout，PPM解码后的8位数据

d_en，输出数据有效标志，高电平有效，持续一个时钟周期

f_en，帧头检测有效标志，高电平有效，持续一个时钟周期

PPM数据编码格式.png

PPM数据帧格式.png

2、PPM的功能分析

计数器用来控制时序，移位寄存器用来暂存数据，状态机用来进行状态转换。

2.1计数器

时钟的周期是0.59us，而输入的每一位数据宽度为9.44us=0.59us※16，解码2bit的数据需要的时间为75.52us=0.59us※128，解码一个完整的8位数据，需要302.08us=75.52us※4。基于以上分析，我们可以设置3个计数器来控制数据的采样。

count0，0~15，每16个时钟周期采一位din信号。

count1，0~7，解码2bit需要采到8位din信号。

count2，0~3，完成一个完整的8位信号，需要解码2bit数据4次。

计数器count0.png

计数器count1.png

计数器count2.png

2.2移位寄存器

我们要对输入数据的8位数据进行判读，就要求我们对数据进行暂存。这里我们采用移位寄存器对输入数据进行暂存。与此同时，输出的8bit数据是2bit数据输出累加到8bit，所以我们也需要移位寄存器对输出数据进行暂存。

[7:0] reg1，对输入的数据进行移位操作，{reg1[6:0],din}。

[7:0] reg2，对输出的数据进行暂存，等待8bit移满，就进行数据的输出，{2'b11,reg2[7:2]}，{2'b00,reg2[7:2]}，{2'b10,reg2[7:2]}，{2'b01,reg2[7:2]}。

移位寄存器reg1.png

移位寄存器reg2.png

2.3状态机

在传送数据的时候，主要有两个状态。要么是收到帧头解码数据，要么是没有收到帧头不进行解码。

S0，表示没有收到帧头，处于未工作状态。

S1，表示收到帧头，开始进行解码。

状态转移图.png

注：以上电路图和状态转移图的判断条件有所简化。

具体代码如下：