fpga—uart實(shí)驗(yàn)

1、串口通信設(shè)計(jì)一、一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟練使用ISE設(shè)計(jì)工具；2、理解串口傳輸協(xié)議。理解采用“自頂向下”設(shè)計(jì)思路，分解模塊的方法；3、在ISE使用VerilogHDL設(shè)計(jì)串口接收模塊，完成仿真、下載。二、二、實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理1、串口傳輸協(xié)議概述設(shè)計(jì)完成異步串口通信通用異步收發(fā)是一種典型的異步串口通信，簡(jiǎn)稱(chēng)UART。串口通信時(shí)序如圖1所示。圖1通用異步收發(fā)時(shí)序圖由圖1可以看出，在沒(méi)有數(shù)據(jù)傳送時(shí)，通信線會(huì)一直處于高電平，即邏輯1狀態(tài)；當(dāng)有

2、數(shù)據(jù)傳送時(shí)，數(shù)據(jù)幀以起始位開(kāi)始，以停止位結(jié)束。起始位為低電平，即邏輯0狀態(tài)；停止位為高電平，即邏輯1狀態(tài)，其持續(xù)時(shí)間可選為1位、1.5位或2位（本次設(shè)計(jì)選擇持續(xù)時(shí)間1位）。接收端在接收到停止位后，知道一幀數(shù)據(jù)已經(jīng)傳完，轉(zhuǎn)為等待數(shù)據(jù)接收狀態(tài)；只要再接收到0狀態(tài)，即為新一幀數(shù)據(jù)的起始狀態(tài)。數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)位低位（LSB）在前，高位(MSB)在后，根據(jù)不同的編碼規(guī)則，數(shù)據(jù)位可能為5位、6位、7位或者8位(本次設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)位定位8位)。校驗(yàn)位也可根據(jù)需

3、要選擇奇校驗(yàn)、偶校驗(yàn)或者不要校驗(yàn)（本次設(shè)計(jì)不要校驗(yàn)位）。2、串口時(shí)序分析串口通訊常用“波特率”表述串口傳輸速率，常用的參數(shù)有9600bps和115200bps等。在硬件傳輸角度看，波特率表征了傳輸一位數(shù)據(jù)所需要的時(shí)間。圖2幀監(jiān)測(cè)開(kāi)始模塊3、數(shù)據(jù)位中心定位模塊（Rx_Rbps_module）為了穩(wěn)定采集串口數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)，需要在每位數(shù)據(jù)的“中間時(shí)刻”采樣，所以需要一個(gè)該模塊用來(lái)檢測(cè)每一位數(shù)據(jù)的持續(xù)時(shí)間的“中間時(shí)刻”。該模塊原理為：當(dāng)接收到數(shù)

4、據(jù)裝載模塊傳來(lái)的一個(gè)“當(dāng)前數(shù)據(jù)有效(Count_Sig==1)”的信號(hào)時(shí)開(kāi)始計(jì)數(shù)，一直計(jì)數(shù)到該數(shù)據(jù)持續(xù)時(shí)間的一半時(shí)便發(fā)送一個(gè)確認(rèn)信號(hào)(BPS_CLK==1)給數(shù)據(jù)裝載模塊，提示其開(kāi)始進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。模塊結(jié)構(gòu)圖如圖3：圖3數(shù)據(jù)位中心定位模塊4、數(shù)據(jù)裝載模塊（Rx_Control_module）該模塊用來(lái)接收自串口發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行判斷，將8位數(shù)據(jù)裝載到寄存器中。并且在每接收完一幀數(shù)據(jù)時(shí)給顯示模塊一個(gè)確認(rèn)信號(hào)（RX_Done_Sig=1），