基于FPGA與PC機(jī)串行通信UART模塊設(shè)計.pdf

1、通用異步收發(fā)器(UART即Universal Asynchronous Receiver Transmitter)是現(xiàn)在大家在計算機(jī)串行通信中廣泛使用的串行數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，UART能在串行線路上實(shí)行全雙工的通信，其串行接口通信能支持長短距離數(shù)據(jù)傳輸，在微機(jī)和外設(shè)相互數(shù)據(jù)交換得到廣泛應(yīng)用。
　　串行控制器用到RS232C或RS422/485等異步串行接口，其功能是將計算機(jī)處理完的數(shù)據(jù)通過發(fā)送端并串轉(zhuǎn)換送給外圍設(shè)備，接收端將外圍設(shè)備傳送

2、進(jìn)來的數(shù)據(jù)進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換送給計算機(jī)處理。常見的UART芯片有8250、8251、NS16450，這類芯片做的比較復(fù)雜，雖然說功能齊全，但是結(jié)構(gòu)和功能都是固定的，并且數(shù)據(jù)傳輸速率不夠快，難以滿足現(xiàn)在高速率數(shù)據(jù)傳輸場合，所以這并不是我們選擇的最適用的芯片。有些時候我們不會使用全部的UART的功能以及這些芯片所包含的其他額外功能時，就可以使用硬件描述語言Verilog將我們所需要的UART功能集成到現(xiàn)場可編程門陣列(fieldprogramma

3、blegatearray,FPGA)上，解決了傳統(tǒng)UART芯片的資源浪費(fèi)，并且使整個設(shè)計更加穩(wěn)定和可靠，從而大大減少了電路板面積，簡化了電路。本論文的研究內(nèi)容如下:
　　1.分析FPGA可編程邏輯器件特性，Verilog硬件描述語言以及FPGA設(shè)計步驟，從整體上來理解FPGA硬件電路設(shè)計。
　　2.分析UART異步通信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議及接口原理，熟悉UART幀格式原理，從理論上對所設(shè)計模塊進(jìn)行理解。
　　3.用硬件描述語言設(shè)計

4、集成于FPGA中的UART模塊，通過硬件仿真和下載來驗(yàn)證其功能的正確性。
　　本課題設(shè)計研究選用了Alter公司的Cyclone系列低端的EP2C70F896C6芯片，利用Verilog硬件描述語言編寫了整個UART系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了異步串行通信的接收，發(fā)送和接口控制功能。
　　各項(xiàng)數(shù)據(jù)結(jié)果表明，基于EDA技術(shù)的FPGA現(xiàn)場可編程門陣列體積小，集成度高，能可編程實(shí)現(xiàn)UART異步串行通信功能，本設(shè)計的UART異步串行通信通過設(shè)計輸入