Verilog实现串口接收多帧数据

合集下载

rs串口verilog代码

rs串口verilog代码

UART是通用异步收发器的简称,其中有一种电平规范较RS232规范,它用-3~-15V表示正逻辑,3~15V表示负逻辑,通过FPGA芯片实现RS232通信首先要解决的就是FPGA电平和RS232电平之间的矛盾,通常采用MAX3232作为物理层的电平接口,根据MAX3232提供的标准配制方式把物理电路设计好后,接下来的通信就是要实现逻辑的接收和发送……设计最简单的RS232通信逻辑,FPGA实现将接收到的数据会发出去,总共两个数据传输引脚,一收一发。

将此通信模块分为三个部分:接收模块,波特率控制模块,发送模块。

工作原理:此模块接收MAX3232传过来的串行数据,对齐进行判断采样,校验,最后将数据流中的串行数据转换为八位并行数据,将此八位数据储存,或送给发送模块发送出去。

根据RS232通信标准器串行数据分为起始位、数据位、校验位、停止位,空闲时为高电平,起始位通常为低电平,数据位通常为8位,校验位分为奇校验、偶校验等,停止位一位或两位且为高电平。

FPGA接收模块对此数据进行异步接收,首先就要检测其数据传输开始标识,当然就是检测开始位,于是要有下降沿检测电路,检测到下降沿是输出一高脉冲,此电路可以用两个D触发器加上基本门电路实现,脉冲触发开始进入接收状态,输出接收状态标志位,使其为1,此标志位使能波特率控制模块输出采样脉冲,此计数脉冲触发接收模块中的计数器计数,加到相应的位就把当前的串行总线上的值赋给缓冲器,或对其判断,当计数完成11次计数后,已将8位串行数据转成并行数据到缓冲器中,且进行了校验的判断和停止位的判别,这是接收状态结束,接收状态位置0,计数器清零。

对于波特率产生模块用于控制采样数据脉冲的周期,其周期就为串行数据传送一个bit所用的时间,根据此时间和时钟周期设置计数值。

当接收模块完成工作时,接收状态位为0时可以触发发送模块,发送模块检测接收状态的下降沿,由此产生一高脉冲,与发送模块类似,根据波特率控制模块产生的计数脉冲将并行数据转成串行数据,并加上开始位、校验位、停止位。

verilog 逻辑函数 串口发送

verilog 逻辑函数 串口发送

verilog 逻辑函数串口发送摘要:1.Verilog 逻辑函数概述2.串口发送原理3.Verilog 实现串口发送的逻辑函数4.应用实例正文:【1.Verilog 逻辑函数概述】Verilog 是一种硬件描述语言,主要用于数字电路和模拟混合信号电路的描述。

它的语法简洁,易于理解和使用。

在数字电路设计中,逻辑函数是基本的构建模块,通过组合这些模块可以实现复杂的数字电路。

【2.串口发送原理】串口(Serial Port)是一种计算机硬件接口,可以通过串行通信传输数据。

发送数据时,数据被逐个比特按顺序传送,这样可以减少线路的传输次数,提高通信效率。

在电子设备中,如单片机、FPGA 等,通常会使用串口进行数据通信。

【3.Verilog 实现串口发送的逻辑函数】要实现串口发送功能,首先需要设计一个状态机,控制数据的发送过程。

下面是一个简单的Verilog 代码示例,实现一个8 位串口发送器:```verilogmodule serial_port_sender(input wire clk, // 时钟信号input wire rst_n, // 低电平复位信号input wire start, // 开始发送信号input wire [7:0] data, // 发送数据output wire busy // 忙碌信号);// 定义状态机typedef enum logic [1:0] {IDLE, SENDING} state_t; state_t current_state, next_state;always_ff @(posedge clk or negedge rst_n) begin if (!rst_n) begincurrent_state <= IDLE;end else begincurrent_state <= next_state;endendalways_comb begincase (current_state)IDLE: beginif (start &&!busy) beginnext_state = SENDING;endendSENDING: beginif (data == 8"b0000_0001) begin // 发送结束标志next_state = IDLE;end else begin// 发送数据busy = 1;next_state = SENDING;endendendcaseendendmodule```【4.应用实例】上述代码实现了一个简单的8 位串口发送器。

用verilog语言实现的帧同步算法(1005033)

用verilog语言实现的帧同步算法(1005033)

在数字通信网中,为了扩大传输容量,提高信道利用率,常常需要把若干个低速数字信号合并成一个高速数字信号,然后通过高速信道传输,数字复接就是实现这种数字信号合并的专门技术。

数字复接把低速数字信号合并为高速信号;相反,在收端,要用分接器把发端数字信号分解为原来的支路数字信号。

为保证分接器的帧状态相对于复接器的帧状态能获得并保持相位关系,以便正确地实施分接,在合路数字信号中还必须循环插入帧定位信号,因此在合路数字信号中,也就存在以帧为单位的结构,各个数字时隙的位置可以根据帧定位信号加以识别。

因此在数字通信网中,帧同步是同步复接设备中最重要的部分,他包括帧同步码的产生和帧同步码的识别,其中接收端的帧同步识别电路的结构对同步性能的影响是主要的工作原理实现帧同步的基本方法是在发送端预先规定的时隙,即帧同步码时隙,插入一组特殊码型的帧同步码组。

在接收端利用同步码的自相关性确定帧的同步位置。

帧同步码组可以是集中插入的,也可以是分散插入的。

对于分散的帧同步码插入方式,其工作原理与集中插入方式相类似,下面就以集中插入帧同步码为例来说明帧同步的工作原理帧同步过程有搜索态、校核态和同步态。

其状态转换图如图1所示。

搜索态在数据接收的起始时刻或帧未同步时,帧同步进入搜索态。

在数据流中寻找帧同步码(111lOlOOOO);当数据流与帧同步码相同时,表明已搜索到一个同步帧头;可启动进入帧同步的校核状态校核态为了防止信号中出现虚假同步;找到第1组同步码后跳过1帧长度必须再次确认帧同步码。

若连续经过M帧同步码确认均同步正确,则系统立即转入同步状态;否则存在假同步;返回搜索态。

由首次搜索到帧同步头到进入同步态的M帧时叫后方保护时间同步态帧同步处于同步状态时;若连续N帧帧同步正确则仍保持在同步状态。

考虑到接收的数据流帧同步码可能受外界干扰而存在误码,在同步状态中只有连续N帧丢失同步码才进入失步状态,并返回搜索态。

其中N帧时叫前方保护时间。

verilog 串口时钟相位控制字-概述说明以及解释

verilog 串口时钟相位控制字-概述说明以及解释

verilog 串口时钟相位控制字-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容可以包括对verilog 串口时钟相位控制字的简要介绍和重要性的提及。

可以参考以下内容进行编写:在现代通信领域中,串口通信起到了至关重要的作用。

而在串口通信中,时钟相位控制字是一个非常关键的概念。

verilog 串口时钟相位控制字是指通过调节时钟信号的相位来进行数据传输的一种技术。

时钟相位控制字的作用在于确保在数据传输过程中,接收方能够正确地识别发送方发送的数据。

通过调整时钟信号的相位,可以使得接收方在正确的时间点对数据进行采样,从而减少数据传输过程中可能会出现的误差。

时钟相位控制字的设计和调整对于串口通信的稳定性和可靠性具有非常重要的意义。

合理地设置时钟相位控制字可以提高数据传输的成功率,并减少传输过程中可能出现的错误。

因此,了解verilog 串口时钟相位控制字的原理和作用对于串口通信的设计和实现是至关重要的。

在本篇文章中,将详细介绍verilog 串口时钟相位控制字的原理和作用,希望能够为读者提供一个全面的了解,并为未来的研究和应用提供有益的参考。

1.2文章结构1.2 文章结构本文将围绕Verilog串口时钟相位控制字展开讨论,主要分为以下几个部分:第一部分是引言,包括概述、文章结构和目的。

在概述部分,将介绍串口通信的基本原理和应用领域。

文章结构部分将简要介绍本文的章节安排和内容要点。

目的部分将说明本文的研究目的和意义。

第二部分是正文,主要包括串口通信原理和时钟相位控制字的作用。

在串口通信原理部分,将介绍串口通信的基本原理,包括数据传输的方式、波特率的定义和选择。

时钟相位控制字的作用部分将详细探讨时钟相位控制字在串口通信中的作用及其实现原理。

第三部分是结论,主要总结本文的主要内容和研究成果。

在总结部分,将回顾本文的研究目的和主要内容,并对所得出的结论进行归纳和概括。

对未来研究的展望部分将提出一些关于Verilog串口时钟相位控制字相关研究的展望和建议,以促进相关领域的进一步研究和发展。

verilog 传递参数

verilog 传递参数

verilog 传递参数在Verilog中,模块之间传递参数通常通过模块的端口进行。

Verilog中的模块可以有输入端口(input)、输出端口(output)和双向端口(inout)。

通过这些端口,可以在模块之间传递参数和数据。

首先,你需要在模块的定义中声明端口,并指定它们的方向和数据类型。

例如:verilog.module MyModule(。

input wire clk, // 输入时钟信号。

input wire [7:0] data_in, // 8位输入数据。

output reg [7:0] data_out // 8位输出数据。

);// 模块逻辑。

endmodule.在该例子中,MyModule模块有一个输入时钟信号(clk)、一个8位的输入数据(data_in)和一个8位的输出数据(data_out)。

当你实例化这个模块并连接到其他模块时,你需要将参数传递给端口。

例如:verilog.module MyTopModule(。

input wire clk,。

input wire [7:0] input_data,。

output reg [7:0] output_data.);MyModule inst1(。

.clk(clk), // 将顶层模块的时钟信号连接到子模块的时钟信号。

.data_in(input_data), // 将输入数据连接到子模块的输入数据。

.data_out(output_data) // 将子模块的输出数据连接到顶层模块的输出数据。

);// 其他逻辑。

endmodule.在这个例子中,MyTopModule模块实例化了MyModule模块,并通过连接端口将参数传递给子模块。

当顶层模块的输入发生变化时,这些变化将传递到子模块,并子模块的输出也会传递回顶层模块。

总的来说,在Verilog中传递参数是通过模块的端口进行的,你需要在模块定义和实例化时正确地连接端口,以实现参数的传递和数据交换。

基于FPGA Verilog RS232串口回环测试例程,附源程序仿真源码及测试图片

基于FPGA Verilog RS232串口回环测试例程,附源程序仿真源码及测试图片

FPGA Verilog RS232串口回环测试基于FPGA Verilog RS232串口回环测试例程,支持多byte数据传输,附源程序仿真源码及测试图片。

测试基于SSCOM/友善之臂上位机软件测试,测试结果如下图一图二所示。

图一SSCOM图二图三连续发送仿真截图图四连续接收仿真截图后附verilog源程序代码及testbech仿真例程,注释欠。

重点:多byte回环测试要点,上位机串口多位数据连续发送停止位和起始位之间无间隔,回环程序在接收和发送都需要具备在停止位后能立马跳转到下一个起始位的能力。

重点关注cnt_bit的处理方式。

附录1 顶层例化uart_txd uart_txd(.clk_50m(sys_clk_50m),.reset_n(sys_rst_n),.tx_data(rx_data),.baud_set(3'd4),.send_en(rx_done),.send_done(),.send_busy(send_busy),.uart_tx(uart_tx));uart_rxd uart_rxd(.clk_50m(sys_clk_50m),.reset_n(sys_rst_n),.rx_data(rx_data),.baud_set(3'd4),.rx_done(rx_done),.rx_busy(rx_busy),.uart_rx(uart_rx));附录2 串口发送源程序`timescale1ns/1ps///////////////////////////////////////////////////////////////////// /////////////// Company:// Engineer://// Create Date: 2020/06/21 09:45:23// Design Name:// Module Name: uart_txd// Project Name:// Target Devices:// Tool Versions:// Description://// Dependencies:// Revision:// Revision 0.01 - File Created// Additional Comments://///////////////////////////////////////////////////////////////////// /////////////module uart_txd(clk_50m,reset_n,tx_data,baud_set,send_en,send_done,send_busy,uart_tx);input clk_50m;input reset_n;input[7:0] tx_data;input[2:0] baud_set;input send_en;output reg send_done;output reg send_busy;output reg uart_tx;reg[12:0] cnt;reg[12:0] baud_rate_cnt_max;reg[3:0] cnt_bit;reg[7:0] tx_data_r;localparam baud_rate_9600 =13'd5207;localparam baud_rate_19200 =13'd2603;localparam baud_rate_38400 =13'd1301;localparam baud_rate_57600 =13'd867;localparam baud_rate_115200 =13'd433;always@(posedge clk_50m or negedge reset_n)if(!reset_n)baud_rate_cnt_max <= baud_rate_115200;elsecase(baud_set)3'd0:baud_rate_cnt_max = baud_rate_9600;3'd1:baud_rate_cnt_max = baud_rate_19200;3'd2:baud_rate_cnt_max = baud_rate_38400;3'd3:baud_rate_cnt_max = baud_rate_57600;3'd4:baud_rate_cnt_max = baud_rate_115200;default:baud_rate_cnt_max = baud_rate_115200;endcasealways@(posedge clk_50m or negedge reset_n)if(!reset_n)tx_data_r <=8'd0;else if(send_en)tx_data_r <= tx_data;elsetx_data_r <= tx_data_r;always@(posedge clk_50m or negedge reset_n)if(!reset_n)send_busy <=1'b0;else if(send_en)send_busy <=1'b1;else if(cnt == baud_rate_cnt_max)beginif(cnt_bit ==4'd10)send_busy <=1'b0;elsesend_busy <= send_busy;endelsesend_busy <= send_busy;always@(posedge clk_50m or negedge reset_n)if(!reset_n)send_done <=1'b0;else if(cnt == baud_rate_cnt_max)beginif(cnt_bit ==4'd10)send_done <=1'b1;elsesend_done <=1'b0;endelsesend_done <=1'b0;always@(posedge clk_50m or negedge reset_n)if(!reset_n)cnt <=13'd0;else if(send_busy)beginif(cnt == baud_rate_cnt_max)cnt <=13'd0;elsecnt <= cnt +1'b1;endelsecnt <= cnt;/****************************************always@(posedge clk_50m or negedge reset_n)if(!reset_n)cnt_bit <= 4'd0;else if(send_en) //send_en needs to be 1 clock high pulse cnt_bit <= 4'd1;else if(cnt == baud_rate_cnt_max)beginif(cnt_bit == 4'd10)cnt_bit <= 4'd0;elsecnt_bit <= cnt_bit + 1'b1;endelsecnt_bit <= cnt_bit;******************************************/always@(posedge clk_50m or negedge reset_n)if(!reset_n)cnt_bit <=4'd0;else if(send_busy &&(cnt_bit ==4'd11))cnt_bit <=4'd1;else if(cnt ==1)cnt_bit <= cnt_bit +1'b1;elsecnt_bit <= cnt_bit;always@(posedge clk_50m or negedge reset_n)if(!reset_n)beginuart_tx <=1'b1;endelsecase(cnt_bit)4'd0:;4'd1: uart_tx <=1'b0;//start4'd2: uart_tx <= tx_data_r[0];//bit 04'd3: uart_tx <= tx_data_r[1];4'd4: uart_tx <= tx_data_r[2];4'd5: uart_tx <= tx_data_r[3];4'd6: uart_tx <= tx_data_r[4];4'd7: uart_tx <= tx_data_r[5];4'd8: uart_tx <= tx_data_r[6];4'd9: uart_tx <= tx_data_r[7];//bit 84'd10: uart_tx <=1'b1;//stopdefault:;endcaseendmodule附录3 串口发送testbench`timescale1ns/1ps///////////////////////////////////////////////////////////////////// /////////////// Company:// Engineer://// Create Date: 2020/06/21 11:38:04// Design Name:// Module Name: uart_txd_tb// Project Name:// Target Devices:// Tool Versions:// Description://// Dependencies://// Revision:// Revision 0.01 - File Created// Additional Comments://///////////////////////////////////////////////////////////////////// /////////////module uart_txd_tb();reg clk_50m;reg reset_n;reg[7:0] tx_data;reg[2:0] baud_set;reg send_en;wire send_done;wire send_busy;wire uart_tx;parameter CLK_PERIOD =20;initial clk_50m =0;always#(CLK_PERIOD /2) clk_50m =~clk_50m;initial begintx_data =8'h55;baud_set =4;reset_n =0;send_en =0;#(CLK_PERIOD *100);reset_n =1;# CLK_PERIOD;send_en =1;#(CLK_PERIOD );send_en =0;#(CLK_PERIOD *4340);send_en =1;#(CLK_PERIOD );send_en =0;#(CLK_PERIOD *4340);#(CLK_PERIOD *100);$stop;enduart_txd uart_txd(.clk_50m(clk_50m),.reset_n(reset_n),.tx_data(tx_data),.baud_set(baud_set),.send_en(send_en),.send_done(send_done),.send_busy(send_busy),.uart_tx(uart_tx));endmodule附录4 串口接收源程序`timescale1ns/1ps///////////////////////////////////////////////////////////////////// /////////////// Company:// Engineer://// Create Date: 2020/06/21 15:30:30// Design Name:// Module Name: uart_rxd// Project Name:// Target Devices:// Tool Versions:// Description://// Dependencies://// Revision:// Revision 0.01 - File Created// Additional Comments://///////////////////////////////////////////////////////////////////// /////////////module uart_rxd(clk_50m,reset_n,rx_data,baud_set,rx_done,rx_busy,uart_rx);input clk_50m;input reset_n;output reg[7:0] rx_data;input[2:0] baud_set;output reg rx_done;output reg rx_busy;input uart_rx;reg[12:0] cnt;reg[12:0] baud_rate_cnt_max;reg[3:0] cnt_bit;reg uart_rx_r1;reg uart_rx_r2;wire nedge;localparam baud_rate_9600 =13'd5207;localparam baud_rate_19200 =13'd2603;localparam baud_rate_38400 =13'd1301;localparam baud_rate_57600 =13'd867;localparam baud_rate_115200 =13'd433;always@(posedge clk_50m or negedge reset_n)if(!reset_n)baud_rate_cnt_max <= baud_rate_115200;elsecase(baud_set)3'd0:baud_rate_cnt_max = baud_rate_9600;3'd1:baud_rate_cnt_max = baud_rate_19200;3'd2:baud_rate_cnt_max = baud_rate_38400;3'd3:baud_rate_cnt_max = baud_rate_57600;3'd4:baud_rate_cnt_max = baud_rate_115200;default:baud_rate_cnt_max = baud_rate_115200;endcasealways@(posedge clk_50m or negedge reset_n)if(!reset_n)beginuart_rx_r1 <=8'd0;uart_rx_r2 <=8'd0;endelse beginuart_rx_r1 <= uart_rx;uart_rx_r2 <= uart_rx_r1;endassign nedge = uart_rx_r2 &(!uart_rx_r1);always@(posedge clk_50m or negedge reset_n) if(!reset_n)rx_busy <=1'b0;else if(nedge)rx_busy <=1'b1;else if(cnt == baud_rate_cnt_max)begin if(cnt_bit ==4'd10)rx_busy <=1'b0;elserx_busy <= rx_busy;endelserx_busy <= rx_busy;always@(posedge clk_50m or negedge reset_n) if(!reset_n)rx_done <=1'b0;else if(cnt == baud_rate_cnt_max)begin if(cnt_bit ==4'd10)rx_done <=1'b1;elserx_done <=1'b0;endelserx_done <=1'b0;always@(posedge clk_50m or negedge reset_n) if(!reset_n)cnt <=13'd0;else if(rx_busy)beginif(cnt == baud_rate_cnt_max)cnt <=13'd0;elsecnt <= cnt +1'b1;endelsecnt <= cnt;always@(posedge clk_50m or negedge reset_n) if(!reset_n)cnt_bit <=4'd1;else if(cnt == baud_rate_cnt_max )begin if(cnt_bit ==4'd10)cnt_bit <=4'd1;elsecnt_bit <= cnt_bit +1'b1;endelsecnt_bit <= cnt_bit;always@(posedge clk_50m or negedge reset_n)if(!reset_n)beginrx_data <=8'd0;endelse if(cnt == baud_rate_cnt_max /2)case(cnt_bit)4'd1:;//start4'd2: rx_data[0]<= uart_rx_r2;//bit 04'd3: rx_data[1]<= uart_rx_r2;4'd4: rx_data[2]<= uart_rx_r2;4'd5: rx_data[3]<= uart_rx_r2;4'd6: rx_data[4]<= uart_rx_r2;4'd7: rx_data[5]<= uart_rx_r2;4'd8: rx_data[6]<= uart_rx_r2;4'd9: rx_data[7]<= uart_rx_r2;//bit 74'd10:;//stopdefault:;endcaseelserx_data <= rx_data;endmodule附录5串口接收testbench`timescale1ns/1ps///////////////////////////////////////////////////////////////////// /////////////// Company:// Engineer://// Create Date: 2020/06/21 19:44:29// Design Name:// Module Name: uart_rxd_tb// Project Name:// Target Devices:// Tool Versions:// Description://// Dependencies://// Revision:// Revision 0.01 - File Created// Additional Comments://///////////////////////////////////////////////////////////////////// /////////////module uart_rxd_tb();reg clk_50m;reg reset_n;wire[7:0] rx_data;wire rx_done;wire rx_busy;reg uart_rx;parameter CLK_PERIOD =20;initial clk_50m =0;always#(CLK_PERIOD /2) clk_50m =~clk_50m;initial beginreset_n =0;uart_rx =1;//idle#(CLK_PERIOD *100);reset_n =1;# CLK_PERIOD;uart_rx =0;//start#(CLK_PERIOD *434);uart_rx =1;//bit0#(CLK_PERIOD *434);uart_rx =0;//bit1#(CLK_PERIOD *434);uart_rx =1;//bit2#(CLK_PERIOD *434);uart_rx =0;//bit3#(CLK_PERIOD *434);uart_rx =1;//bit4#(CLK_PERIOD *434);uart_rx =0;//bit5#(CLK_PERIOD *434);uart_rx =1;//bit6#(CLK_PERIOD *434);uart_rx =0;//bit7#(CLK_PERIOD *434);uart_rx =1;//stop#(CLK_PERIOD *434);uart_rx =1;//idle#(CLK_PERIOD *434);#(CLK_PERIOD *434);#(CLK_PERIOD *434);uart_rx =0;//start #(CLK_PERIOD *434);uart_rx =0;//bit0#(CLK_PERIOD *434);uart_rx =1;//bit1#(CLK_PERIOD *434);uart_rx =0;//bit2#(CLK_PERIOD *434);uart_rx =1;//bit3#(CLK_PERIOD *434);uart_rx =0;//bit4#(CLK_PERIOD *434);uart_rx =1;//bit5#(CLK_PERIOD *434);uart_rx =0;//bit6#(CLK_PERIOD *434);uart_rx =1;//bit7#(CLK_PERIOD *434);uart_rx =1;//stop#(CLK_PERIOD *434);uart_rx =1;//idle#(CLK_PERIOD *434);#(CLK_PERIOD *434);#(CLK_PERIOD *434);$stop;enduart_rxd uart_rxd(.clk_50m(clk_50m),.reset_n(reset_n),.rx_data(rx_data),.baud_set(3'd4),.rx_done(rx_done),.rx_busy(rx_busy),.uart_rx(uart_rx));endmodule。

正点原子fpga串口多字节-概述说明以及解释

正点原子fpga串口多字节-概述说明以及解释

正点原子fpga串口多字节-概述说明以及解释1. 引言1.1 概述概述正点原子FPGA(现场可编程门阵列)串口多字节是一种用于串口通信的技术,借助正点原子FPGA芯片的特性,实现了在传输数据时可以同时发送多个字节的功能。

传统的串口通信只能逐个字节地发送和接收数据,效率较低。

而正点原子FPGA串口多字节技术的出现,极大地提高了串口通信的速度与效率。

本文将介绍正点原子FPGA串口多字节技术的基本原理、实现方法以及其在实际应用中的优点和应用场景。

通过深入分析和论述,读者将能够更好地理解正点原子FPGA串口多字节技术的工作原理和优势,为其在实际项目中的应用提供指导和参考。

在接下来的章节中,我们将会详细讨论正点原子FPGA串口多字节技术的具体内容。

首先,在第一个要点中,我们将介绍其基本概念和原理,并阐述其如何在FPGA芯片中实现。

其次,在第二个要点中,我们将深入探讨正点原子FPGA串口多字节技术在实际应用中的优势和应用场景,包括其在数据传输、通信系统和嵌入式系统中的应用。

通过本文的阐述,我们希望读者能够全面了解正点原子FPGA串口多字节技术,并能够在实际项目中运用此技术,提高串口通信的效率和性能。

在结论部分,我们将对正点原子FPGA串口多字节技术进行总结,并展望其在未来的发展前景。

1.2 文章结构文章结构部分的内容:本文共分为三个部分,分别是引言、正文和结论。

引言部分主要对本文进行概述,介绍文章的目的和结构。

第一个要点是正文的第一个部分,将详细介绍正点原子FPGA串口多字节的原理和应用。

我们将从FPGA的基本概念出发,通过对正点原子FPGA的介绍和分析,深入探讨其串口多字节的实现原理和相关技术。

第二个要点是正文的第二个部分,将进一步展开对正点原子FPGA串口多字节的设计和实现进行详细阐述。

我们将从硬件设计和软件编程两个方面入手,介绍如何在FPGA上进行串口多字节的设计和开发,并给出相应的实例和实验结果。

结论部分将对本文的内容进行总结,并展望正点原子FPGA串口多字节在未来的应用前景。

基于Verilog HDL设计的UART模块

基于Verilog HDL设计的UART模块

1 UART原理串行通信是指外部设备和计算机间使用一根数据线(另外需要地线,可能还需要控制线)进行数据传输的方式。

数据在一根数据线上一位一位传输,每一位数据都占据一个固定的时间长度。

与并行通信方式相比,串行通信方式的传输速度较慢,但这种通信方式使用的数据线少,在远距离通信中可以节约通信成本,因此得到了广泛的应用。

基本的UART只需要发送和接收两条数据线就可以完成数据的全双工通信,其基本功能是在发送端将控制器通过总线传过来的并行数据,以设定的格式,设定的频率串行地传输出去,并同时在接收端将串行接收到的数据,转换成相应的并行数据发送出去。

UART的基本帧格式如图1所示。

其中,起始位总是逻辑O状态,停止位总是逻辑l状态,其持续时间可选为1位、1.5位或2位,其数据位可为5、6、7、8位,校验位可根据需要选择奇校验位,偶校验位或无校验位。

2 UART的设计现今复杂的数字系统的设计往往采用自顶向下的设计方案,利用层次化结构化的方法,将一个设计方案划分为若干模块,在不同层次的模块都可以进行仿真,可以很方便地查看某一层次的代码以改正仿真时发现错误。

在本设计中UART主要由波特率发生器、接收模块、发送模块3部分组成,并具有l位停止位和无校验位。

波特率发生器实现波特率的变换,利用外部时钟信号产生一个所需波特率16倍的波特率时钟,用来控制UART的接收与发送。

接收模块是用于接收串行信号,并将其转化为并行数据;而发送模块则将准备输出的并行数据按照UART的帧格式转化为串行数据输出。

图2为UART结构图。

2.1 波特率发生器波特率表示的是每秒钟传送的二进制数据的位数,即单位时间内传送的信息量。

在串行异步传送中,常用到的波特率为1 200、2 400、4 800、9 600、19 200等。

波特率发生器实际上是一个分频器,主要是产生和。

RS-232通信所采用的波特率同步的时钟。

由于串行数据帧与接收数据时钟是异步的,所以存UA RT的接收端在什么时刻将数据移入寄存器,怎样选择可靠的采样点是非常关键的。

verilog编写的uart程序

verilog编写的uart程序

// UART_FPGA.v 顶层模块,实现由ARM控制FPGA读取串口数据,经过ARM返回给FPGA串口发送出去;`timescale 1ns/1nsmodule UART_FPGA(//EMIF PINinput wire [10:0] EADDR_pin /* synthesis syn_noclockbuf = 1 */,inout wire [15:0] EDATA_pin ,input wire EnOE_pin /* synthesis syn_noclockbuf = 1 */,input wire EnWE_pin /* synthesis syn_noclockbuf = 1 */,input wire EnGCS1_pin /* synthesis syn_noclockbuf = 1 */,output wire EINT2_pin ,//LED_runoutput wire LED_run_pin ,//UARToutput wire UART_TXD0 ,input wire UART_RXD0 /* synthesis syn_noclockbuf = 1 */,//test signaloutput wire TXD_test,output wire RXD_test,output reg TXD_start,output wire EINT2_test,output wire TXD_over_test,output wire uart_send_WR,//FPGA SYSTEM PINinput wire nRESET_pin /* synthesis syn_noclockbuf = 1 */,input wire CLK_50M_pin);wire [15:0] write_data;//-------------------DSP ARM uart to EMIF---------------------- reg [7:0] ARM_DSP_data;wire [7:0] DSP_ARM_data;reg uart_send_WR_reg;//reg [7:0] T_data;//reg [1:0] TXD_start_cnt;wire [7:0] R_data;wire R_ready;reg [2:0] UART_INT_cnt;wire TXD_over;wire [1:0] baud_select;reg [12:0] baud_devide;//wire clkrec;parameter baud_9600 = 5208; //50M/9600 parameter baud_19200 = 2604;parameter baud_38400 = 1302;parameter baud_115200 = 434;assign TXD_test = UART_TXD0;assign RXD_test = UART_RXD0;assign EINT2_test = EINT2_pin;assign TXD_over_test=TXD_over;/*--------------Program start-------------------*//*----------baud select------------*/always @( negedge nRESET_pin or posedge CLK_50M_pin ) beginif( !nRESET_pin )beginbaud_devide <= 'h1FFF;endelsebegincase ( baud_select )'d0 : baud_devide <= baud_9600 ;'d1 : baud_devide <= baud_19200 ;'d2 : baud_devide <= baud_38400 ;'d3 : baud_devide <= baud_115200 ;endcaseendend/*----------INT generator------------*/always @( negedge nRESET_pin or posedge R_ready )beginif( !nRESET_pin )beginARM_DSP_data <= 8'd0;endelsebeginARM_DSP_data <= R_data;endendalways @( negedge nRESET_pin or negedge R_ready or posedge CLK_50M_pin ) beginif( !nRESET_pin )beginUART_INT_cnt <= 3'd5;endelse if( !R_ready )beginUART_INT_cnt <= 3'd0;endelse if( UART_INT_cnt < 3'd5 )beginUART_INT_cnt <= UART_INT_cnt + 1'b1;endassign EINT2_pin = ( UART_INT_cnt >= 3'd1 && UART_INT_cnt <= 3'd4 ) ? 1'b0 : 1'b1 ;/*---------------DSP to ARM data---------------*/always@(negedge nRESET_pin or posedge CLK_50M_pin) //当接收了一个数据后,把数据加1后发回PC机,注意串口一个一个数据发beginif( !nRESET_pin )beginuart_send_WR_reg <= 1'b0;TXD_start <= 1'b0;endelse if( uart_send_WR_reg != uart_send_WR )beginif( TXD_over )beginTXD_start <= 1'b1;uart_send_WR_reg <= uart_send_WR;endendelsebeginTXD_start <= 1'b0;endend//----------------EMIF read ,fpga TO ARM---------------------------EMIF_R EMIF_R_M(.EADDR_pin (EADDR_pin ),.EDA TA_pin (EDA TA_pin ),.EnOE_pin (EnOE_pin ),.EnGCS1_pin (EnGCS1_pin ),.write_data (write_data ),.ARM_DSP_data (ARM_DSP_data ),.nRESET_pin (nRESET_pin )// .CLK_50M_pin (CLK_50M_pin )//----------------EMIF write,ARM to fpga---------------------------EMIF_W EMIF_W_M(.EADDR_pin (EADDR_pin ),.EDA TA_pin (EDATA_pin ),.EnWE_pin (EnWE_pin ),.EnGCS1_pin (EnGCS1_pin ),//uart.DSP_ARM_data (DSP_ARM_data ),.uart_send_WR (uart_send_WR ),.write_data (write_data ),.baud_select (baud_select ),//LED run.LED_run_pin (LED_run_pin ),.nRESET_pin (nRESET_pin )// .CLK_50M_pin (CLK_50M_pin ) );UART_rec UART_rec_M (//input.RXD (UART_RXD0 ),.baud_devide (baud_devide ),//output.R_data (R_data ),.R_ready (R_ready ),//FPGA sys pin.nRESET_pin (nRESET_pin ),.CLK_50M_pin (CLK_50M_pin));UART_txd UART_txd_M (//input.TXD_start (TXD_start ),.T_data (DSP_ARM_data ),.baud_devide (baud_devide ),//output.TXD (UART_TXD0 ),.TXD_over (TXD_over ),//FPGA sys pin.nRESET_pin (nRESET_pin ),.CLK_50M_pin (CLK_50M_pin));Endmodule// UART_rec.v`timescale 1ns/1nsmodule UART_rec (//inputRXD,baud_devide,//outputR_data,R_ready,//FPGA sys pinnRESET_pin,CLK_50M_pin);input wire RXD;input wire [12:0] baud_devide;output reg [7:0] R_data;output reg R_ready;input wire nRESET_pin;input wire CLK_50M_pin;reg [1:0] RXD_sync;reg [2:0] RXD_cnt;reg RXD_bit;reg [3:0] rec_bit_cnt;//reg [8:0] baud_16_reg;reg [12:0] baud_cnt;reg [8:0] baud_16_cnt;wire baud_tick_16;wire baud_tick;wire [11:0] baud_devide_2;wire [8:0] baud_devide_16;/*----------Program start------------*/assign baud_devide_2 = baud_devide / 2;assign baud_devide_16 = baud_devide / 16;/*--------------baud 16 devided clk used in sample-----------*/ always @( negedge nRESET_pin or posedge CLK_50M_pin ) beginif( !nRESET_pin )beginbaud_16_cnt <= 'd0;endelsebeginif( baud_16_cnt < baud_devide_16 )beginbaud_16_cnt <= baud_16_cnt + 1'b1;endelsebeginbaud_16_cnt <= 'd0;endendendassign baud_tick_16 = ( baud_16_cnt == baud_devide_16 );//--------baud clk used in receiving data-------always @( negedge nRESET_pin or posedge CLK_50M_pin )beginif( !nRESET_pin )beginbaud_cnt <= 'd0;endelsebeginif( !R_ready )beginif( baud_cnt < baud_devide - 1'b1 )beginbaud_cnt <= baud_cnt + 1'b1;endelsebeginbaud_cnt <= 'd0;endendelsebeginbaud_cnt <= 'd0;endendendassign baud_tick = ( baud_cnt == baud_devide_2 );/*-----------jitter filter--------------*/always @( negedge nRESET_pin or posedge CLK_50M_pin )beginif( !nRESET_pin )beginRXD_sync <= 2'd0;endelsebeginRXD_sync <= {RXD_sync[0], RXD};endendalways @( negedge nRESET_pin or posedge baud_tick_16 ) beginif( !nRESET_pin )beginRXD_cnt <= 3'd7;endelsebeginif( RXD_sync[1] && RXD_cnt != 3'd7 )beginRXD_cnt <= RXD_cnt + 1;endelsebeginif( ~RXD_sync[1] && RXD_cnt != 3'd0 )beginRXD_cnt <= RXD_cnt - 1;endendendendalways @( negedge nRESET_pin or posedge baud_tick_16 ) beginif( !nRESET_pin )beginRXD_bit <= 1'b1;endelsebeginif( RXD_cnt == 3'd7)beginRXD_bit <= 1'b1;endelse if( RXD_cnt == 3'd0 )beginRXD_bit <= 1'b0;endendend/*---------------receive data cnt---------------*/always @( negedge nRESET_pin or posedge CLK_50M_pin ) beginif( !nRESET_pin )beginR_ready <= 1'b1;rec_bit_cnt <= 4'd0;endelsebeginif( R_ready )beginrec_bit_cnt <= 4'd0;if( !RXD_bit )beginR_ready <= 1'b0;endendelse if( baud_tick )beginif( rec_bit_cnt < 4'd9 )beginrec_bit_cnt <= rec_bit_cnt + 1'b1;R_ready <= 1'b0;endelsebeginrec_bit_cnt <= 4'd0;R_ready <= 1'b1;endendendendalways @( negedge nRESET_pin or posedge baud_tick ) beginif( !nRESET_pin )beginR_data <= 8'd0;endelse if( !R_ready )beginif( rec_bit_cnt == 0 )beginR_data <= 8'd0;endelsebeginif( rec_bit_cnt >= 4'd1 && rec_bit_cnt<= 4'd8 )R_data[rec_bit_cnt - 1'b1 ] <= RXD_bit;endendendendmodule// UART_TXD.v`timescale 1ns/1nsmodule UART_txd (//inputbaud_devide,TXD_start,T_data,//outputTXD,TXD_over,//FPGA sys pinnRESET_pin,CLK_50M_pin);input wire TXD_start;input wire [7:0] T_data;input wire [12:0] baud_devide;output reg TXD;output reg TXD_over;input wire nRESET_pin;input wire CLK_50M_pin;//regs & wireswire baud_tick;//reg baud_ctrl;reg [3:0] T_state;reg [7:0] T_data_reg;reg [12:0] baud_cnt;/*----------Program start---------------*//*-----------------Baud generator------------------------*/assign baud_tick = ( baud_cnt == baud_devide - 1'b1 );always @( negedge nRESET_pin or posedge CLK_50M_pin ) beginif( !nRESET_pin )beginbaud_cnt <= 'd0;endelse if( baud_cnt < baud_devide - 1'b1 )beginbaud_cnt <= baud_cnt + 1'b1;endelsebeginbaud_cnt <= 'd0;endend/*----------transmit state machine---------------*/always @( negedge nRESET_pin or posedge CLK_50M_pin ) beginif( !nRESET_pin )beginT_state <= 4'd0;endelsebegincase(T_state)4'd0: if(TXD_start) T_state <= 4'd1;4'd1: if(baud_tick) T_state <= 4'd2; // 开始位04'd2: if(baud_tick) T_state <= 4'd3; // bit 04'd3: if(baud_tick) T_state <= 4'd4; // bit 14'd4: if(baud_tick) T_state <= 4'd5; // bit 24'd5: if(baud_tick) T_state <= 4'd6; // bit 34'd6: if(baud_tick) T_state <= 4'd7; // bit 44'd7: if(baud_tick) T_state <= 4'd8; // bit 54'd8: if(baud_tick) T_state <= 4'd9; // bit 64'd9: if(baud_tick) T_state <= 4'd10; // bit 74'd10: if(baud_tick) T_state <= 4'd0; // 停止位1default: if(baud_tick) T_state <= 4'd0;endcaseendendalways @(negedge nRESET_pin or posedge baud_tick ) beginif( !nRESET_pin )beginTXD <= 1'b1;T_data_reg <= 8'd0;endelsebegincase(T_state)// 4'd0: TXD <= 1'b1;4'd1: beginTXD <= 1'b0;T_data_reg <= T_data;end4'd2: TXD <= T_data_reg[0];4'd3: TXD <= T_data_reg[1];4'd4: TXD <= T_data_reg[2];4'd5: TXD <= T_data_reg[3];4'd6: TXD <= T_data_reg[4];4'd7: TXD <= T_data_reg[5];4'd8: TXD <= T_data_reg[6];4'd9: TXD <= T_data_reg[7];4'd10: TXD <= 1'b1;default: TXD <= 1'b1;endcaseendend//assign TXD = TXD;always @( negedge nRESET_pin or posedge CLK_50M_pin ) beginif( !nRESET_pin )beginTXD_over <= 1'b0;endelsebeginif( T_state ==4'd0 )TXD_over <= 1'b1;elseTXD_over <= 1'b0;endendendmodule。

verilog中拼接使用详解

verilog中拼接使用详解

verilog中拼接使用详解在Verilog中,拼接(Concatenation)是一种常用的操作,用于将多个信号或数据连接在一起形成一个更大的信号或数据。

拼接操作可以用于各种场景,例如连接多个寄存器、连接多个信号线、组合多个数据等。

本文将详细介绍Verilog中的拼接操作及其使用方法。

一、拼接操作符在Verilog中,拼接操作使用的是拼接操作符“{ }”。

该操作符表示将两个或多个信号或数据连接在一起。

拼接操作符的语法格式如下:{signal1, signal2, ..., signaln}其中,signal1、signal2等表示要连接的信号或数据。

二、拼接的应用场景1. 连接多个信号线在设计中,经常需要将多个信号线连接在一起,以便于传输或处理。

例如,连接多个输入端口或输出端口时,可以使用拼接操作符将它们连接在一起。

举例来说,假设有两个4位的输入信号a和b,我们可以使用拼接操作符将它们连接成一个8位的信号c,如下所示:wire [3:0] a, b;wire [7:0] c;assign c = {a, b};在这个例子中,信号a和b被连接在一起,形成了信号c。

其中,信号a的高位对应信号c的高位,信号b的低位对应信号c的低位。

2. 连接多个寄存器在设计中,经常需要将多个寄存器连接在一起,以形成一个更大的寄存器。

这在处理大数据、并行计算等场景中非常常见。

举例来说,假设有两个8位的寄存器reg1和reg2,我们可以使用拼接操作符将它们连接成一个16位的寄存器reg,如下所示:reg [7:0] reg1, reg2;reg [15:0] reg;always @(posedge clk) beginreg <= {reg1, reg2};end在这个例子中,寄存器reg1和reg2被连接在一起,形成了寄存器reg。

每当时钟上升沿到来时,reg1和reg2的值会被拼接在一起赋给reg。

3. 组合多个数据在一些场景中,需要将多个数据组合在一起,以形成一个新的数据。

Verilog双向口的使用和仿真

Verilog双向口的使用和仿真

Verilog in out 双向口使用和仿真2007-12-01 11:11芯片外部引脚很多都使用in out类型的,为的是节省管腿。

一般信号线用做总线等双向数据传输的时候就要用到INOUT类型了。

就是一个端口同时做输入和输出。

inout 在具体实现上一般用三态门来实现。

三态门的第三个状态就是高阻'Z' 0当in out端口不输出时,将三态门置高阻。

这样信号就不会因为两端同时输出而出错了,更详细的内容可以搜索一下三态门tri-state 的资料.1使用in out类型数据,可以用如下写法:inout data」no ut;in put data_i n;reg data_reg;//data_i nout 的映象寄存器reg lin k_data;assign data_inout=link_data?data_reg:1 ' bz;//link_data 控制三态门//对于data_reg,可以通过组合逻辑或者时序逻辑根据data_in对其赋值.通过控制link_data 的高低电平,从而设置data」nout是输出数据还是处于高阻态,如果处于高阻态,则此时当作输入端口使用.link_data 可以通过相关电路来控制.2编写测试模块时,对于in out类型的端口,需要定义成wire类型变量,而其它输入端口都定义成reg类型,这两者是有区别的.当上面例子中的data」nout用作输入时,需要赋值给data」nout,其余情况可以断开.此时可以用assign 语句实现:assign data_inout=link?data_in_t:1 ' bz; 其中的link ,data_in_t 是reg类型变量,在测试模块中赋值.另外,可以设置一个输出端口观察data_inout用作输出的情况:Wire data_out;Assign data_out_t=(!link)?data_inout:1 ' bz;else , in RTLinout use in top module(PAD)dont use ino ut(tri) in sub module也就是说,在内部模块最好不要出现inout,如果确实需要,那么用两个port 实现,到顶层的时候再用三态实现。

verilog RS232 串口通信 verilog

verilog RS232 串口通信 verilog
//=============================顶层模块=====================================
module uart_top(clk,rs232_rx,rs232_tx);
input clk; //时钟信号50M
input rs232_rx; //数据输入信号
bps_start,
clk_bps,
rs232_rx,
rx_data,
rx_int
);
input clk; //50MHz时钟
input rst_n; //低电平复位信号
input rs232_rx; //接收数据信号
);
uart_rx uart_rx(//数据接收模块
.clk(clk),
.rst_n(rst_n),
.bps_start(bps_start1),
.clk_bps(clk_bps1),
.rs232_rx(rs232_rx),
.rx_data(rx_data),
else
begin
if(int_cnt<250) int_cnt<=int_cnt+1'b1;
end
end
assign data_flg=(int_cnt==10)?1'b1:1'b0;
always @(posedge data_flg or negedge rst_n)
output rs232_tx; //数据输出信号
wire clk_bps1,clk_bps2;
wire bps_start1,bps_start2;
wire [7:0] rx_data;

串口接收数据包(协议带帧头帧尾且帧头帧尾都为两个字节)的编程实现方法

串口接收数据包(协议带帧头帧尾且帧头帧尾都为两个字节)的编程实现方法

串口接收数据包(协议带帧头帧尾且帧头帧尾都为两个字节)的编程实现方法要实现串口接收带有帧头和帧尾的数据包,可以按照以下步骤进行编程:1. 配置串口通信参数:设置串口的波特率、数据位、停止位和奇偶校验位等参数。

2. 初始化接收缓冲区:创建一个缓冲区用于存储接收到的数据包。

3. 等待接收数据:通过串口的接收中断或者轮询方式等待接收数据。

当接收到数据时,将数据保存到接收缓冲区中。

4. 解析数据包:从接收缓冲区中读取数据,并根据帧头和帧尾进行解析。

可以使用状态机或者字符串匹配等方法,找到完整的数据包。

5. 处理数据:对解析得到的完整数据包进行处理。

根据协议的要求,可以提取或者操作数据包的各个字段。

下面是一个示例代码,利用状态机实现串口接收带有帧头和帧尾的数据包解析:```c#define FRAME_HEAD1 0xAA#define FRAME_HEAD2 0xBB#define FRAME_TAIL1 0xCC#define FRAME_TAIL2 0xDD#define BUFFER_SIZE 100enum State {STATE_IDLE,STATE_HEAD1,STATE_HEAD2,STATE_DATA,STATE_TAIL1,STATE_TAIL2};unsigned char buffer[BUFFER_SIZE];unsigned int bufferIndex = 0;enum State currentState = STATE_IDLE;void processPacket(unsigned char *packet, unsigned int length) { // 处理接收到的完整数据包// ...}void receiveData(unsigned char data) {switch(currentState) {case STATE_IDLE:if(data == FRAME_HEAD1) {currentState = STATE_HEAD1;}break;case STATE_HEAD1:if(data == FRAME_HEAD2) {currentState = STATE_HEAD2;} else {currentState = STATE_IDLE; // 未匹配到帧头,返回初始状态}break;case STATE_HEAD2:buffer[bufferIndex++] = data;currentState = STATE_DATA;break;case STATE_DATA:buffer[bufferIndex++] = data;if(data == FRAME_TAIL1) {currentState = STATE_TAIL1;}break;case STATE_TAIL1:if(data == FRAME_TAIL2) {currentState = STATE_TAIL2;} else {currentState = STATE_DATA; // 未匹配到帧尾,返回数据状态}break;case STATE_TAIL2:processPacket(buffer, bufferIndex); // 处理完整数据包bufferIndex = 0; // 重置缓冲区索引currentState = STATE_IDLE;break;}}void receiveSerialData() {if(Serial.available()) {unsigned char data = Serial.read();receiveData(data);}}void setup() {Serial.begin(9600);}void loop() {receiveSerialData();}```以上是一个简单的示例代码,根据实际需求可能需要进行适当修改。

verilog串口通信程序【精选文档】

verilog串口通信程序【精选文档】

FPGA实现RS-232串口收发的仿真过程(Quartus+Synplify+ModelSim)(2007-09-11 12:17:37)网上关于RS—232的异步收发介绍得很多,最近没事学着摸索用ModelSim来做时序仿真,就结合网上的参考资料和自己的琢磨,做了这个东西.针对我这个小程序结合FPGA的开发流程,主要走了以下几步:1。

文本程序输入(Verilog HDL)2。

功能仿真(ModelSim,查看逻辑功能是否正确,要写一个Test Bench)3。

综合(Synplify Pro,程序综合成网表)4. 布局布线(Quartus II,根据我选定的FPGA器件型号,将网表布到器件中,并估算出相应的时延)5。

时序仿真(ModelSim,根据时延做进一步仿真)这里贴出我的程序和各个详细步骤,能和各位正在学习的新手们一起分享。

0。

原理略一、文本程序输入(Verilog HDL)发送端:module trans(clk,rst,TxD_start,TxD_data,TxD,TxD_busy);input clk,rst,TxD_start;input[7:0]TxD_data; // 待发送的数据output TxD, // 输出端口发送的串口数据TxD_busy;reg TxD;reg [7:0] TxD_dataReg; // 寄存器发送模式,因为在串口发送过程中输入端不可能一直保持有效电平reg [3:0]state;parameter ClkFrequency = 25000000;// 时钟频率-25 MHzparameter Baud = 115200;// 串口波特率-115200// 波特率产生parameter BaudGeneratorAccWidth = 16;reg [BaudGeneratorAccWidth:0]BaudGeneratorAcc;wire [BaudGeneratorAccWidth:0] BaudGeneratorInc = ((Baud〈<(BaudGeneratorAccWidth—4))+(ClkFrequency>>5))/(ClkFrequency>〉4);wire BaudTick = BaudGeneratorAcc[BaudGeneratorAccWidth];wire TxD_busy;always @(posedge clk or negedge rst)if(~rst)BaudGeneratorAcc <= 0;else if(TxD_busy)BaudGeneratorAcc <= BaudGeneratorAcc[BaudGeneratorAccWidth-1:0]+ BaudGeneratorInc;// 发送端状态wire TxD_ready = (state==0);// 当state = 0时,处于准备空闲状态,TxD_ready = 1 assign TxD_busy = ~TxD_ready; // 空闲状态时TxD_busy = 0// 把待发送数据放入缓存寄存器TxD_dataRegalways @(posedge clk or negedge rst)if(~rst)TxD_dataReg <= 8’b00000000;else if(TxD_ready &TxD_start)TxD_dataReg <= TxD_data;// 发送状态机always @(posedge clk or negedge rst)if(~rst)beginstate 〈= 4’b0000;// 复位时,状态为0000,发送端一直发1电平TxD <= 1'b1;endelsecase(state)4’b0000: if(TxD_start) beginstate <= 4’b0100;// 接受到发送信号,进入发送状态end4’b0100: if(BaudTick) beginstate <= 4’b1000;// 发送开始位—0电平TxD <= 1'b0;end4'b1000: if(BaudTick)beginstate <= 4'b1001;// bit 0TxD <= TxD_dataReg[0];end4'b1001:if(BaudTick) beginstate <= 4’b1010; // bit 1TxD 〈= TxD_dataReg[1];end4’b1010:if(BaudTick) beginstate <= 4'b1011; // bit 2TxD <= TxD_dataReg[2];end4'b1011:if(BaudTick)beginstate <= 4'b1100; // bit 3TxD 〈= TxD_dataReg[3];end4'b1100: if(BaudTick) beginstate 〈= 4’b1101;// bit 4TxD <= TxD_dataReg[4];end4'b1101:if(BaudTick) beginstate 〈= 4’b1110;// bit 5TxD 〈= TxD_dataReg[5];end4'b1110:if(BaudTick) beginstate <= 4’b1111; // bit 6TxD <= TxD_dataReg[6];end4’b1111:if(BaudTick) beginstate 〈= 4’b0010;// bit 7TxD <= TxD_dataReg[7];end4'b0010: if(BaudTick) beginstate 〈= 4'b0011;// stop1TxD 〈= 1’b1;end4’b0011:if(BaudTick)beginstate 〈= 4’b0000;// stop2TxD 〈= 1'b1;enddefault: if(BaudTick)beginstate 〈= 4’b0000;TxD 〈= 1’b1;endendcaseendmodule接收端:module rcv(clk,rst,RxD,RxD_data,RxD_data_ready,);input clk,rst,RxD;output[7:0] RxD_data; // 接收数据寄存器output RxD_data_ready;// 接收完8位数据,RxD_data 值有效时,RxD_data_ready 输出读信号parameter ClkFrequency = 25000000;// 时钟频率-25MHzparameter Baud = 115200; // 波特率-115200reg[2:0]bit_spacing;reg RxD_delay;reg RxD_start;reg[3:0] state;reg[7:0]RxD_data;reg RxD_data_ready;// 波特率产生,使用8倍过采样parameter Baud8 = Baud*8;parameter Baud8GeneratorAccWidth = 16;wire [Baud8GeneratorAccWidth:0]Baud8GeneratorInc = ((Baud8〈<(Baud8GeneratorAccWidth—7))+(ClkFrequency>〉8))/(ClkFrequency>>7);reg [Baud8GeneratorAccWidth:0]Baud8GeneratorAcc;always @(posedge clk or negedge rst)if(~rst)Baud8GeneratorAcc 〈= 0;elseBaud8GeneratorAcc <= Baud8GeneratorAcc[Baud8GeneratorAccWidth—1:0] + Baud8GeneratorInc;// Baud8Tick 为波特率的8倍-115200*8 = 921600wire Baud8Tick = Baud8GeneratorAcc[Baud8GeneratorAccWidth];// next_bit 为波特率-115200always @(posedge clk or negedge rst)if(~rst||(state==0))bit_spacing 〈= 0;else if(Baud8Tick)bit_spacing <= bit_spacing + 1;wire next_bit = (bit_spacing==7);// 检测到RxD 有下跳沿时,RxD_start 置1,准备接收数据always@(posedge clk)if(Baud8Tick)beginRxD_delay 〈= RxD;RxD_start <= (Baud8Tick & RxD_delay & (~RxD));end// 状态机接收数据always@(posedge clk or negedge rst)if(~rst)state 〈= 4’b0000;else if(Baud8Tick)case(state)4'b0000:if(RxD_start)state <= 4’b1000;// 检测到下跳沿4’b1000: if(next_bit)state 〈= 4'b1001;// bit 04'b1001: if(next_bit) state <= 4'b1010;// bit 14’b1010:if(next_bit) state 〈= 4’b1011; // bit 24’b1011: if(next_bit) state <= 4'b1100;// bit 34’b1100: if(next_bit)state 〈= 4'b1101;// bit 44'b1101:if(next_bit)state <= 4’b1110; // bit 54'b1110: if(next_bit) state <= 4'b1111; // bit 64'b1111: if(next_bit) state 〈= 4'b0001; // bit 74'b0001: if(next_bit) state 〈= 4’b0000;// 停止位default: state <= 4'b0000;endcase// 保存接收数据到RxD_data 中always @(posedge clk or negedge rst)if(~rst)RxD_data 〈= 8’b00000000;else if(Baud8Tick &&next_bit && state[3])RxD_data <= {RxD,RxD_data[7:1]};// RxD_data_ready 置位信号always @(posedge clk or negedge rst)if(~rst)RxD_data_ready <= 0;elseRxD_data_ready <= (Baud8Tick && next_bit &&state==4'b0001); endmodule为了测试收发是否正常,写的Test Bench`timescale 1ns / 1nsmodule rs232_test;reg clk,rst,TxD_start;reg [7:0]TxD_data;wire[7:0] RxD_data;wire //RxD,TxD,TxD_busy,RxD_data_ready;trans trans(.clk(clk),。

Verilog--SPI协议

Verilog--SPI协议

Verilog--SPI协议Verilog -- SPI协议简介SPI是⼀种全双⼯通信,并且是⼀种同步传输⽅式(slave的接收clk需要master给出)SPI总线是⼀种4线总线,因其硬件功能很强,所以与SPI有关的软件就相当简单,使中央处理器(Central Processing Unit,CPU)有更多的时间处理其他事务。

正是因为这种简单易⽤的特性,越来越多的芯⽚集成了这种通信协议,⽐如AT91RM9200。

SPI是⼀种⾼速、⾼效率的串⾏接⼝技术。

通常由⼀个主模块和⼀个或多个从模块组成,主模块选择⼀个从模块进⾏同步通信,从⽽完成数据的交换。

SPI是⼀个环形结构,通信时需要⾄少4根线(事实上在单向传输时3根线也可以)。

SPI的通信原理很简单,它以主从⽅式⼯作,这种模式通常有⼀个主设备和⼀个或多个从设备,需要⾄少4根线,事实上3根也可以(单向传输时)。

也是所有基于SPI的设备共有的,它们是MISO(主设备数据输⼊)、MOSI(主设备数据输出)、SCLK(时钟)、CS(⽚选)。

(1)MISO– Master Input Slave Output,主设备数据输⼊,从设备数据输出;(2)MOSI– Master Output Slave Input,主设备数据输出,从设备数据输⼊;(3)SCLK – Serial Clock,时钟信号,由主设备产⽣;(4)CS – Chip Select,从设备使能信号,由主设备控制。

其中,CS是从芯⽚是否被主芯⽚选中的控制信号,也就是说只有⽚选信号为预先规定的使能信号时(⾼电位或低电位),主芯⽚对此从芯⽚的操作才有效。

这就使在同⼀条总线上连接多个SPI设备成为可能。

(以上来⾃百度百科)SPI最⼤传输速率SPI是⼀种事实标准,由Motorola开发,并没有⼀个官⽅标准。

已知的有的器件SPI已达到50Mbps。

具体到产品中SPI的速率主要看主从器件SPI控制器的性能限制。

串行器verilog代码

串行器verilog代码

串行器verilog代码串行器(Serializer)是一种电子设备,用于将并行数据转换为串行数据,以便在单个通道上进行传输。

以下是一个简单的串行器的 Verilog 代码示例:verilogmodule Serializer (input wire clk, // 时钟信号input wire reset, // 复位信号input wire [7:0] parallel_data, // 并行数据输入output reg serial_data // 串行数据输出);reg [2:0] shift_reg; // 移位寄存器,用于存储并行数据的位reg [2:0] count; // 计数器,用于控制移位寄存器的移位次数always @(posedge clk or posedge reset) beginif (reset) begin// 当复位信号为高电平时,将计数器和移位寄存器清零count <= 0;shift_reg <= 0;serial_data <= 0;end else beginif (count == 3'd7) begin// 当计数器达到最大值时,将并行数据的最低位存入移位寄存器,并将计数器清零shift_reg <= {parallel_data[0], shift_reg[2:1]};count <= 0;end else begin// 否则,将移位寄存器向左移动一位,并将计数器加1shift_reg <= {shift_reg[1:0], serial_data};count <= count + 1;end// 将移位寄存器的最低位作为串行数据输出serial_data <= shift_reg[0];endendendmodule需要注意的是,上述代码中的计数器 count 用于控制移位寄存器的移位次数,当计数器达到最大值时,将并行数据的最低位存入移位寄存器,并将计数器清零。

FPGA设计中DAC控制的Verilog实现

FPGA设计中DAC控制的Verilog实现

F PG A设计中D A C控制的V e r i l o g实现The latest revision on November 22, 2020FPGA设计中DAC7512控制的Verilog实现一,概述DAC7512是一个12-BIT,串行接口的DAC。

低功耗,RAIL-TO-RAIL输出,SOT23-6封装。

3线串行端口最高工作频率可以达到30MHZ,并兼容SPI,QSPI,MICROWIRE等总线。

DAC7512没有专用的基准电压输入,直接把VDD和GND作为基准电压,12BIT的分辨率,其输出电压为VOUT = VDD * D/4096。

其中D是12BIT电压数值。

SOT23-6封装的DAC7512的引脚图如下。

DAC7512具有3线串行端口,其信号定义如下所示:对DAC7512来讲,在总线上只会接收控制器发出的16BIT的数字信号(2BIT 无效数据,2bit控制数据和12bit(信号幅值数据)。

所以对于控制器来讲,在总线操作上,只需要串行写这一种操作。

总线串行写操作在SYNC的下降沿开始。

16 bit的数据在SCLK的下降沿被依次送入到DAC7512内部的移位寄存器中。

从功耗的角度上讲,如果SYNC在空闲状态保持低电平,则有利于功耗的降低,但从总线操作的角度上讲,需要SYNC 的下降沿来启动一次传输。

下面的图和表是总线操作的时序要求:二,总线控制器的设计根据总线控制器的特性,采用状态机来实现总线控制器的设计。

从上面DAC7512的操作时序上来看,用一个三状态的状态机实现总线控制器是比较好的选择。

在系统初始化或者没有数据传输时,系统处于空闲状态(DAC_IDLE),为了降低功耗,在这个状态下,SYNC信号为低电平;当有数据需要传输时,先进入DAC_PRE状态,在这个状态下,使SYNC信号为高电平,DAC_PRE状态保持的时间最短为SYNC需要保持为高电平的时间,即上图的T8,在VDD为~的时候,为33ns;当DAC_PRE状态结束时,进入DAC_DATA状态,在这个状态下,依次把16bit数据送到总线上去。

Verilog实现串口通信

Verilog实现串口通信

FPGA实现串行接口RS232时间:2007-06-29 来源: 作者: 点击:26463 字体大小:【大中小】-串行接口(RS-232)串行接口是连接FPGA和PC机的一种简单方式。

这个项目向大家展示了如果使用FPGA来创建RS-232收发器。

整个项目包括5个部分RS232是怎样工作的如何产生需要的波特率发送模块接收模块应用实例RS-232接口是怎样工作的作为标准设备,大多数的计算机都有1到2个RS-232串口。

特性RS-232有下列特性:使用9针的"DB-9"插头(旧式计算机使用25针的"DB-25"插头).允许全双工的双向通讯(也就是说计算机可以在接收数据的同时发送数据).最大可支持的传输速率为10KBytes/s.DB-9插头你可能已经在你的计算机背后见到过这种插头它一共有9个引脚,但是最重要的3个引脚是:引脚2: RxD (接收数据).引脚3: TxD (发送数据).引脚5: GND (地).仅使用3跟电缆,你就可以发送和接收数据.串行通讯数据以每次一位的方式传输;每条线用来传输一个方向的数据。

由于计算机通常至少需要若干位数据,因此数据在发送之前先“串行化”。

通常是以8位数据为1组的。

先发送最低有效位,最后发送最高有效位。

异步通讯RS-232使用异步通讯协议。

也就是说数据的传输没有时钟信号。

接收端必须有某种方式,使之与接收数据同步。

对于RS-232来说,是这样处理的:串行线缆的两端事先约定好串行传输的参数(传输速度、传输格式等)当没有数据传输的时候,发送端向数据线上发送"1"每传输一个字节之前,发送端先发送一个"0"来表示传输已经开始。

这样接收端便可以知道有数据到来了。

开始传输后,数据以约定的速度和格式传输,所以接收端可以与之同步每次传输完成一个字节之后,都在其后发送一个停止位("1")让我们来看看0x55是如何传输的:0x55的二进制表示为:01010101。

串口接收数据包(协议带帧头帧尾且帧头帧尾都为两个字节)的编程实现方法

串口接收数据包(协议带帧头帧尾且帧头帧尾都为两个字节)的编程实现方法

串口接收数据包(协议带帧头帧尾且帧头帧尾都为两个字节)的编程实现方法摘要:1.串口接收数据包的概述2.协议帧头帧尾的设计原则3.编程实现方法4.数据包接收的实战应用5.总结与展望正文:【1.串口接收数据包的概述】串口通信是基于串行通信协议的一种数据传输方式。

在实际应用中,常常需要接收数据包,而这些数据包往往带有协议,以便于识别和解析。

本文将针对带帧头帧尾的数据包接收进行讨论,具体涉及帧头帧尾的设计原则、编程实现方法以及实战应用。

【2.协议帧头帧尾的设计原则】在设计带帧头帧尾的数据协议时,需要遵循以下原则:- 帧头帧尾长度固定:便于接收端识别和解析。

- 帧头帧尾内容独特:避免与其他数据混淆。

- 帧头帧尾包含同步字段和数据长度字段:便于同步和数据解析。

【3.编程实现方法】接收带帧头帧尾的数据包,可以采用以下编程实现方法:- 初始化串口通信参数:如波特率、数据位、停止位等。

- 设置接收中断:在中断服务程序中处理接收到的数据。

- 解析帧头帧尾:根据协议解析同步字段和数据长度字段。

- 存储和处理数据:将解析后的数据存储并作相应处理。

【4.数据包接收的实战应用】在实际应用中,可以结合具体需求进行数据包接收的实战应用,例如:- 对接收到的数据包进行校验和检查,确保数据完整性。

- 根据数据包类型进行不同处理,如执行特定功能或发送响应。

- 实现多帧数据包的连续接收,并进行拼接处理。

【5.总结与展望】通过以上讨论,我们可以得知,在串口接收带帧头帧尾的数据包时,需要遵循一定的协议设计原则,并采用合适的编程方法实现。

在实际应用中,还需要根据具体需求进行优化和调整。

展望未来,随着通信技术的不断发展,我们有理由相信,更加高效、便捷的数据传输方式将不断涌现,为我们的生活和工作带来更多便利。

【注意】在实际编程过程中,还需要注意以下几点:- 根据实际硬件平台和通信需求,合理选择串口通信库和编程语言。

- 考虑数据包接收的实时性和稳定性,避免长时间等待或阻塞。

verilog电路模块的端口描述

verilog电路模块的端口描述

verilog电路模块的端口描述Verilog电路模块的端口描述在Verilog语言中,模块是电路设计的基本单元。

模块定义了电路的功能和接口,其中端口描述了模块与外部环境的交互方式。

本文将围绕Verilog电路模块的端口描述展开讨论,介绍常见的端口类型和其功能。

一、输入端口(Input Port)输入端口用于接收外部信号输入到模块中,以供模块内部进行处理。

输入端口通常用于接收控制信号、数据信号等。

例如,一个简单的输入端口描述如下:input reg clk;input [7:0] data_in;在上述描述中,input关键字表示该端口为输入端口,reg关键字表示该端口是一个寄存器类型的信号。

clk是一个时钟信号,data_in 是一个8位的数据输入端口。

二、输出端口(Output Port)输出端口用于将模块内部处理的结果输出到外部环境中。

输出端口通常用于输出计算结果、状态信号等。

例如,一个简单的输出端口描述如下:output reg [7:0] data_out;在上述描述中,output关键字表示该端口为输出端口,reg关键字表示该端口是一个寄存器类型的信号。

data_out是一个8位的数据输出端口。

三、双向端口(Inout Port)双向端口可以实现输入和输出的双向传输。

它可以在一个时钟周期内既作为输入端口接收信号,又作为输出端口输出信号。

例如,一个简单的双向端口描述如下:inout [7:0] data_io;在上述描述中,inout关键字表示该端口为双向端口。

data_io是一个8位的双向数据端口,可以同时作为输入和输出。

四、时钟端口(Clock Port)时钟端口用于接收时钟信号,是数字电路设计中非常重要的一个端口。

时钟信号用于同步电路中的时序操作。

例如,一个简单的时钟端口描述如下:input reg clk;在上述描述中,input关键字表示该端口为输入端口,reg关键字表示该端口是一个寄存器类型的信号。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
cmd_rdy<= 0;
cmd_data[15:8] <= RxD_data;
end
2'd3:
begin
data_cnt<= 2'd0;
data_rec_busy<= 0;
cmd_rdy<= 1; //命令接收完毕
cmd_data[7:0]<=RxD_data;
end
default:
begin
data_cnt<= 2'd0;
data_rec_busy<= 0;
cmd_rdy<= 0;
end
endcase
else
cmd_rdy<= 0;
end
//*********分辨命令*********//
always@(posedge clk_seri)
begin
if(rst)
begin
cmd_done<= 0;
modu_sel<= 0;
begin
data_cnt<= 0;
data_rec_busy<= 1;
cmd_rdy<= 0;
end
else if(RxD_data_ready && data_rec_busy)
case(data_cnt)
2'd0:
begin
data_cnt<= 2'd1;
data_rec_busy<= 1;
cmd_rdy<= 0;
.RxD(RxD),
.RxD_data_ready(RxD_data_ready),
.RxD_data_error(),.Biblioteka xD_data(RxD_data)
);
//*********上位机发命令给FPGA************//
always@(posedge clk_seri)
begin
if(rst)
data_rec_valid<= 0;
end
endcase
else
data_rec_valid<= 0;
end
always@(posedge clk_seri)
begin
if(rst)
begin
data_cnt<= 2'd0;
data_rec_busy<=0;
cmd_rdy<= 0;
end
else if(data_rec_valid)
`timescale 1ns / 1ps
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Company:
// Engineer:
//
// Create Date: 19:50:45 04/19/2015
cmd_data[31:24]<= RxD_data;
end
2'd1:
begin
data_cnt<= 2'd2;
data_rec_busy<= 1;
cmd_rdy<= 0;
cmd_data[23:16]<= RxD_data;
end
2'd2:
begin
data_cnt<= 2'd3;
data_rec_busy<= 1;
output reg[31:0] dina,//ROM存储器,用于存储外部PN码
output reg wea,
output reg[1:0] addra
);
regcmd_rdy;//指令接收完成
reg[3:0]instr_code;//用于分辨命令,是asf还是ftw还是外部PN码
reg[31:0]cmd_data; //接收从上层发过来的命令
begin
instr_cnt<= 0;
data_rec_valid <= 0;
end
else if(RxD_data_ready && !data_rec_busy)
case(instr_cnt)
2'd0:
if(RxD_data == 8'h55)
begin
instr_cnt<= 2'd1;
data_rec_valid <= 0;
// Design Name:
// Module Name: Serial_Decoder
// Project Name:
// Target Devices:
// Tool versions:
// Description:
//
// Dependencies:
//
// Revision:
// Revision 0.01 - File Created
end
4'h8:
begin
ser_asf<=cmd_data[13:0];
cmd_done<= 0;
end
4'hF:
cmd_done<= 1; //上位机命令发送结束
default:;
endcase
end
else
begin
ser_ftw <= ser_ftw;
ser_asf <= ser_asf;
modu_sel<= modu_sel;
wireRxD_data_ready;
wire[7:0]RxD_data;
reg[1:0]instr_cnt;
regdata_rec_valid;
regdata_rec_busy;
reg[1:0]data_cnt;
//instance
receiver i_receiver(
.clk(clk_seri),
cmd_done<= cmd_done;
end
end
always @(posedge clk_seri)
begin
if(rst)
begin
dina<= 0;
wea<= 1;
addra<= 0;
end
else if(cmd_rdy)
begin
case(instr_code)
//********A--D是外部PN码,将其存入ROM中********//
ser_asf<= 0;
ser_ftw<= 0;
end
else if(cmd_rdy)
begin
case(instr_code)
4'h6:
begin
ser_ftw<=cmd_data;
cmd_done<=0;
end
4'h7:
begin
modu_sel<= cmd_data[25:24];
cmd_done<= 0;
input wire rst,
input wire RxD,
output reg[1:0] modu_sel,//BPSK,QPSK,8PSK选择
output reg[13:0] ser_asf, //由串口发过来的asf
output reg[31:0] ser_ftw,//由串口发过来的ftw
output reg cmd_done,//上位机给FPGA发送指令结束
instr_cnt<= 2'd3;
data_rec_valid<= 0;
end
else
begin
instr_cnt<= 2'd0;
data_rec_valid<= 1;
instr_code<=RxD_data[3:0]; //用来分辨各命令
end
default:
begin
instr_cnt<= 2'd0;
// Additional Comments:
//
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
module Serial_Decoder(
input wire clk_seri, //串口时钟,用于从串口发送命令给FPGA
end
else
begin
instr_cnt<=2'd0;
data_rec_valid <= 0;
end
2'd1:
if(RxD_data== 8'h55)
begin
instr_cnt<= 2'd2;
data_rec_valid <= 0;
end
else
begin
instr_cnt<= 2'd0;
data_rec_valid<= 0;
4'hA:
begin
dina<= cmd_data;
wea<= 1;
addra<= 2'd0;
end
4'hB:
begin
dina<= cmd_data;
wea<=1;
addra<= 2'd1;
end
4'hC:
begin
dina<=cmd_data;
wea<=1;
addra<= 2'd2;
end
4'hD:
begin
相关文档
最新文档