文档介绍：基于FPGA串口通信系统设计
摘要:UART(即Universal Asynchronous Receiver Transmitter)是数据通信及控制中广泛使用的一种全双工串行数据传输协议。本设计基于 FPGA器件实现对UART的波特率产生器、UART发送器和接收器及其整合电路的模块化设计,采用Verilog HDL语言对三个功能模块进行硬件描述。通过串口调试助手进行验证,其结果完全符合UART协议的要求和预期的结果。
关键词:UART ; FPGA ; Verilog HDL ; 验证
Based on FPGA serial munications system design
Abstract:UART (. Universal Asynchronous Receiver Transmitter) is in the munication and the control the widespread use one kind of full-duplex serial data transmission agreement. This design realizes based on the ponent to the UART baudrate producer, the UART transmitter and the receiver and the conformity electric circuit's modular design, uses Verilog the HDL language to carry on the hardware description to three functional modules. Debugs the assistant through the serial port to carry on the confirmation, its result meets.
Key words:UART, FPGA , Verilog HDL , Validate
目录
第一章绪论 1
课题背景 1
现场可编程门阵列FPGA 1
Verilog HDL简介 3
第二章串行通信系统 5
概述 5
通信简述 5
6
RS-232C总线 7
RS-232C接口特性 8
串行通信接口组成 9
UART通信协议 10
系统整体结构 12
第三章 UART系统设计 14
UART简介 14
接收模块功能设计描述 17
发送模块功能设计描述 23
波特率模块 30
31
结论 33
致谢 34
参考文献 35
附录一 37
附录二 38
第一章绪论
课题背景
随着微电子技术的发展,数字电路系统正朝着速度快、容量大、体积小、重量轻的方向发展。推动该潮流迅猛发展的引擎就是日趋完善的专用集成电路ASIC(Application Specific Integrated Circuit)设计技术。它由早期的电子管、晶体管、小中规模集成电路、发展到超大规模集成电路,以及许多具有特定功能的专用集成电路ASIC。ASIC通常包括全制定、半制定及可编程逻辑器件(包括简单的SPLD 复杂的CPLD和FPGA)。对于前两种,由于生产中需要支付一次性工程费用所以小批量生产、试验项目等不可能采用前两种方法。因此可编程逻辑器件已成为实现ASIC的主要手段。可编程器件具有保密性强、体积小、重量轻、可靠性高等ASIC的共同优点,同时它还具有现场可编程的特性。与普通电路的集成电路相比,它具有设计开发周期短、设计制造成本低、开发工具优先等特点,因而现在被广泛地应用在数字通信、图形图像、仪表、兵器等系统中。
由于集成电路的广泛应用,设计与制造集成电路的任务已不完全由半导体厂商类独立承担。系统设计师们更愿意自己设计专用集成电路芯片,而且希望ASIC的设计周期尽可能短,最好是在实验室里就能设计出合适的ASIC芯片,并且立即投入实际应用之中,因而可编程逻辑器件正处于高速发展的阶段。新型的FPGA/CPLD规模越来越大,成本越来越低,。高性价比使可编程器件在硬件设计领域扮演着日益重要的角色。低端CPLD已逐步取代了74系列等传统的数字元件,高端的FPGA也在不断地夺取ASIC的市场份额,特别是目前大规模FPGA多数支持可编程片上系统,与CPU的有机结合使FPGA已经不仅仅是传统的硬件电路设计手段,而逐步升华为系统实现工具。
现场可编程门阵列FPGA
20世纪80年代中期,FPGA刚出现时,