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《fpga课程设计基于fpga器件设计与实现uart》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、目录摘要IIABSTRACTIII引言11项目构成的基本原理21.1、UART简介21.2、UART的基本特点22项目实现的基本原则42.1、FPGAUART系统组成如图2所示：42.2、波特率发生器42.3、UART接收器42.4、UART发送器62.5芯片的选择73程序设计83.1顶层程序83.2UART发送器程序103.3UART接收器程序123.4整体电路图144仿真154.1顶层仿真154.2波特率发生器仿真154.3UART发送器仿真164.4UART接收器仿真165总结176参考文献18III摘要基于FPGA设计
2、和实现UART，可以用片上很少的逻辑单元实现UART的基本功能。与传统设计相比，能有效减少系统的PCB面积，降低系统的功耗，提高设计的稳定性和可靠性，并可方便地进行系统升级和移植。采用有限状态机模型形式化描述了UART的功能,在此基础上用硬件描述语言VHDL编程实现了UART，并使用QuartusⅡ软件中的嵌入式逻辑分析仪SignalTap对数据传输进行了检测,验证了设计的正确性。本设计具有较大的灵活性，通过调整波特率发生器的分频参数，就可以使其工作在不同的频率。采用16倍波特率的采样时钟，可以实时有效探测数据的起始位，并可对
3、数据位进行“对准”中央采样，保证了所采样数据的正确性。该模块可以作为一个完整的IP核移植进各种FPGA中，在实际应用时可嵌入到其他系统中，很容易实现和远端上位机的异步通信。关键字:FPGA；UART；有限状态机；SignalTapIIIAbstractDesignandimplementationbasedonFPGAUART,canbeusedonafewlogicalunitrealizesthebasicfunctionofUART.Comparedwiththetraditionaldesign,caneffectiv
4、elyreducethePCBareasystem,reducethepowerconsumptionofthesystem,andimprovethedesignofthestabilityandreliability,andeasysystemupgradesandmigration.ThefunctionsofUARTaredescribedformallybyusingthefinitestatemachinemodel,bytheway,UARTisrealizedonthebasisofVHDL.Moreover,
5、thedatatransmissionisdetectedwithSignalTapwhichisanembeddedlogicanalyzerinQuartusⅡ.Theresultprovesthevalidityofthedesign.Thisdesignhasgreatflexibility,byadjustingthefrequencydivisionbaudrategeneratorparameters,youcanmakeitworkonadifferentfrequency.Using16timesthebau
6、drateofthesamplingclock,caneffectivelydetectreal-timedataofthestartbit,andto"on"thecentralsamplingofdatabits,ensuresthecorrectnessofthesampleddata.ThemodulecanbeusedasacompleteIPnucleartransplantationintovariouskindsofFPGA,intheactualapplicationcanbeembeddedintoothe
7、rsystems,iseasytoimplementandtheremotePCasynchronouscommunication.Keyword:FPGA；UART；finitestatemachine；SignalTapIII引言随着电子设备功能的不断增强,复杂度也在不断提高,对这些系统的测试要求也越来越高,因而促进了自动测试系统的发展。而数字I/O模块作为自动测试系统重要的测试模块,它既可以作为信号源激励被测系统,也可以检测被测系统的输出,在很多领域得到了非常广泛的应用。当今社会是数字化的社会，是数字集成电路广泛应用的社
8、会。数字集成电路本身在不断地进行更新换代。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(VLSIC几万门以上)以及许多具有特定功能的专用集成电路。但是，随着微电子技术的发展，设计与制造集成电路的任务已不完全由半导体厂商来独立承担。系统设计师们更愿意自己
