【梅开二度】FPGA初始——UART通信

许之诺   ·   发表于 11个月前   ·   编程代码
今天我们开始FPGA最初的小工程:如何使用板卡实现简单的UART通信。(结尾送源码)

这次我们用最白话来讲,首先来看UART是什么。他并不是一个实际的物体,而是一种协议。就好比两个人说话,必须要以一种两个人都能懂的方式来交流,这种方式也就是协议。UART是一种串行发送协议。一位一位的发送数据就需要一个控制发送节拍的,例如我们在踢正步的时候需要喊“121”,而在我们的FPGA设计中这个喊121的不再是教官,而是时钟。

时钟信号就是像这样的脉冲信号,我们在时钟的每个上升沿时发送数据,接收时也使用同样用相同的频率的时钟接收,收发就可以解决。在发送时我们常说波特率,波特率就是一秒钟发送多少个数据,也就是波特率就是波特率的频率。常用的波特率就是9600/115200等。

但是我们如何确定发送部分开始发送了呢?我们规定在未发送时数据位置于高位,当数据开始发送(数据有效)我们先将数据位拉低,再来接收数据位。这样接收端就可以检测下降沿来判断是否开始发送。

检测下降沿可以把数据位打一拍,

然后取(~in1)&in2就可以检测到了。

基本概念就是这么多,就下来我们来做设计。首先我们使用的FPGA板卡都会有自带的晶振,也就是系统时钟,但是我们在做设计的时候需要用的时钟是和波特率有关,为了得到和波特率有关的时钟(达到对应时钟频率)我们需要分频,这里推荐使用PLL,但是由于设计很小,对频率要求不高,门控时钟分频也可以。

发送时如何控制发送阶段呢?这里我们使用状态机,状态转移:

状态0:开始阶段,检测下降沿,如果没检测到保持0状态,如果检测到转移到1;

状态1~8:发送当前位,一次跳转下一状态

状态9:发送结束信号,信号拉高

状态10:结束,跳转0状态

顶层就不写了,都是实例化

0 Reply   |  Until 11个月前 | 4455 View
LoginCan Publish Content