通用异步收发器的设计

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1、通用异步收发器的设计（陕西理工学院物电学院通信班，陕西汉中723003）指导教师：[摘要]通用异步收发器（UART）是一种能同时支持短距离和长距离数据传输的串行通信接口,被广泛应用于微机和外设之间的数据交换。本设计是基于FPGA的嵌入式UART模块化设计方法，将UART模块集成到FPGA上，而这些模块功能全部基于VHDL硬件描述语言,并通过有限状态机来实现，增强了设计的灵活性,降低了成本。UART的功能模块主要包括数据发送模块、数据接收模块和测试驱动模块三个部分，对各模块的功能在文中都有详细的介绍。整个设计采用了分模块的设计风格，使设计的思路更清晰。[关键词]通用异步收发器；现场可

2、编程门阵列;硬件描述语言-26-DesignofUniversalAsynchronousReceiverTransmitterMaXiaona(Grade09,Class2,MajorofCommunicationEngineering，SchoolofPhysicsandTelecommunicationEngineeringShaanxiUniversityofTechnology,Hanzhong723003,China)Tutor:ZhengZhengbing[Abstract]Generalasynchronoustransceiver(UART)isakindofca

3、natthesametimesupportshortandlongdistancedatatransmissionofserialcommunicationinterface,arewidelyusedincomputerandperipheralofdataexchange.ThedesignisbasedonFPGAembeddedUARTmodulardesignmethod,UARTmoduleareintegratedintotheFPGA,andthemodulefunctionbasedonVHDLallhardwaredescriptionlanguage,andt

4、hroughthefinitestatemachinetoachieve,andenhancethedesignflexibility,reducethecosts.ThefunctionoftheUARTincludesdatasendingmodule,datareceivingmoduleandtestdrivermodulesthreepartsonthefunctionofeachmoduleinthispaperareintroducedindetail.Thewholedesignusesapoint’smoduledesignstyle,makedesignthin

5、kingmoreclearly.[Keywords]UART；FPGA；VHDL不要删除行尾的分节符，此行不会被打印-26-通信工程专业课程设计Ⅱ目录1绪论21.1课题背景21.2研究现状32UART设计方案介绍52.1UART的设计内容52.2UART的设计方案53UART的设计与实现83.1总结构83.2发送模块93.2.1发送模块及其功能93.2.2发送模块源程序93.2.3发送模块功能仿真113.3接收模块123.3.1接收模块及其功能123.3.2接收模块源程序133.3.3接收模块功能仿真153.4测试驱动模块163.4.1测试驱动模块及其功能163.4.2测试驱动模块

6、源程序163.4.3测试驱动模块功能仿真20第四章硬件连接与测试224.1引脚设置224.2下载224.3测试方法235结论24致谢25参考文献26-26-通信工程专业课程设计Ⅱ1绪论1.1课题背景串行通信要求的传输线少，可靠性高，传输距离远，被广泛应用于计算机和外设的数据交换。通常都由通用异步收发器(UART)来实现串口通信的功能。在实际应中，往往只需要UART的几个主要功能，专用的接口芯片会造成资源浪费和成本提高。随着FPGA/CPLD的飞速发展与其在现代电子设计中的广泛应用，FPGA/CPLD功能强大、开发过程投资小、周期短、可反复编程、保密性好等特点也越来越明显。因此可以充

7、分利用其资源，在芯片上集成UART功能模块，从而简化了电路、缩小了体积、提高了可靠性，而且设计时的灵活性更大，周期更短。鉴于此本文提出了一种采用FPGA实现UART功能的方法，可以有效地解决上述问题。通用异步收发器(UniversalAsynchronousReceiverTransmitter，UART)是一种能同时支持近距离和远距离传输的异步串行接口，是计算机中最普遍通用的一部分，被广泛应用于微机和外设的数据交换，例如和鼠标、调制解调器、打印机之间以及微机与微机之