基于fpga的uart设计(毕业论文)

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1、摘要通用串口是远程通信接口，在数字系统使用很普遍，是一个很重要的部件。本论文使用VerilogHDL语言描述硬件功能，利用QuartusII5.0在FPGA芯片上的综合描述,采用模块化设计方法设计UART（通用异步收发器）的各个模块。其中包括波特发生器，程序控制器，UART数据接收器和UART数据发送器，本文采用的外部时钟为48MHZ，波特率为9600。在QuartusII5.0和Modelsim6.0环境下进行设计、编译和仿真。最后的程序编译仿真表明系统数据完全正确。关键词:VerilogHDL;UART;帧格式;FPGA

2、；AbstractInthispaper,theuseofhardwaredescriptionlanguagesVerilogVHDLfunction,theuseofAltera'sFPGAchips,thedesignofmodulardesignmethodofUART(UniversalAsynchronousReceiverTransmitter)ofeachmodule,includingPorter,generators,processcontrollers,UARTreceiverdataandtheUAR

3、Ttransmitterdata.QuartusII5.0andModelsim6.0inenvironmentdesign,compilation,simulationanddownloading.Finally,simulationresultsshowthattheproceduresforcompilingdataentirelycorrect.Keywords:VerilogHDL;UART;frameformat;FPGA目录第一章绪论11.1引言11.2什么是VerilogHDL？11.3历史21.4主要能力2

4、1.5模块41.6数据流描述方式5第二章片上系统SOC与FPGA的现状62.1片上系统SOC介绍62.2FPGA技术介绍62.3FPGA核心设计流程72.3.1设计流程图72.3.2关键步骤的实现82.3.2.1功能仿真82.3.2.2逻辑综合92.3.2.3前仿真92.3.2.4布局布线102.3.2.5后仿真（时序仿真）11第三章UART设计123.1UART的帧格式123.2UART模块133.2.1主要引脚功能介绍133.2.2UART主体程序143.3UART发送模块153.3.1UART的数据发送服务153.3.

5、2UART的数据发送操作163.3.3UART的数据发送模块程序173.3.4UART的数据发送模块程序仿真图203.4UART接收模块213.4.1UART数据接收服务213.4.2UART数据接收操作223.4.3UART的数据接收模块程序223.4.4UART的数据接收模块程序功能仿真图253.5UART控制器263.5.1UART控制器服务263.5.2UART控制器模块程序263.5.3UART控制器模块程序仿真图283.6UART波特发生器293.6.1UART波特发生器服务293.6.2UART波特发生器模块程

6、序293.6.13UART波特发生器程序仿真图30结论31参考文献32致谢33附录34外文资料原文35译文43电子科技大学成都学院毕业设计论文绪论1.1引言21世纪，电子技术迅猛发展，高新技术日新月异。传统的设计方法正逐步退出历史舞台，取而代之的是基于EDA技术的芯片设计技术，它正在成为电子系统设计的主流。大规模可编程器件现场可编程门阵列FPGA（FieldProgrammableGateArray）和复杂可编程逻辑器件CPLD（ComplexProgrammableLogicDevice）是当今应用最广泛的两类可编程专用集

7、成电路（ASIC）。其性能好、可靠性高、容量大、体积小，微功耗、速度快、使用灵活、设计周期短、开发成本低，静态可重复编程、动态在系统重构、硬件功能可以像软件一样通过编程来修改，极大地提高了电子系统设计的灵活性和通用性。电子工程师和科学研究人员利用该类器件可以在办公室或实验室设计出所需要的专用集成电路，大大缩短产品的研发周期和降低成本。近年来，可编程逻辑器件的开发生产和销售规模以惊人的速度增长，且广泛地应用于航空航天、网络通信、军用雷达、仪器仪表、工业控制、医用CT、家用电器、手机和计算机等各个领域。它的广泛应用，使传统的设计

8、方法正在进行一场巨大的变革。异步串行通信要求的传输线少，可靠性高，传输距离远，被广泛应用于微机和外设的数据交换。通常都由通用异步收发器UART（UniversalAsynchronousReceiver-Transmitter）来实现该功能，如IBMPC机中作为串行接口芯片的Nationa