基于FPGA的串口通信电路设计

《基于FPGA的串口通信电路设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、毕业论文论文题目：基于FPGA的串口通信电路设计专业：集成电路设计与集成系统摘要串行通信接口是一种应用广泛的通信接口。目前，大部分处理器都集成了支持RS-232接口（又称EIARS-232-C）的通用异步收发器（UniversalAsynchronousReceiver/Transmitter，UART），本文设计了一个串口数据采集和处理程序，详细介绍了用VerilogHDL硬件描述语言来开发波特率发生器、接收模块和发送模块这三个模块，以及系统各个模块的具体设计方法和原理，用QuartusII软件进行仿真并给出结

2、果，分别验证各个模块的正确性。本设计还使用基于ALTERA公司的CycloneIIEP2C5T144芯片的FPGA开发板，在FPGA开发板上实现和PC通过串口调试软件完成双向通信，不仅要求将开发板的数据显示在PC的串口调试助手软件上，还要求用PC发送数据的ASCII码来驱动电路的8个LED灯，验证用FPGA实现串行通信的可行性。关键词串行通信；RS-232；UART；VerilogHDL；FPGAAbstractSerialcommunicationinterfaceisawidelyusedcommunicat

3、ioninterface.Atpresent,mostofprocessorintegratedRS-232(EIARS-232-C)interfacetosupportUART(UniversalAsynchronousReceiver/Transmitter)communication,Thisthesisdesignadataacquisitionandtreatmentprogram.Besidesthat,thethesisintroducedBaudRateGeneratormodule、Receiv

4、ermodule、SendmodulebasedonlanguageVerilogHDLandgivetheresultsbysimulateinQuartusIIsoftware.ThisdesignalsousesEP2C5T144FPGAchiptoachievethetwo-waycommunicationbysimulatewithQuartusIIandPCthroughtheserialportdebuggingsoftware.Notonlyrequiresthedevelopmentboard'

5、sdatadisplayedinthePC'sserialportdebuggingsoftware,alsoaskASCIIdatasentbyPCCodetodriveeightLEDlights,meanwhileverifiedtheserialcommunicationwithFPGA.KeywordsSerialcommunication;RS-232;UART;VerilogHDL;FPGA目录摘要IAbstractII第1章语言和工具11.1VerilogHDL语言概述11.2FPGA概述31.3

6、QuartusII软件介绍71.4FPGA开发板介绍81.5本章小结11第2章串口通信协议简介122.1串口通信接口122.2RS232通信协议122.3串口通信时序分析142.4本章小结15第3章串口通信的VerilogHDL实现163.1设计功能说明163.2波特率发生器模块的VerilogHDL实现163.3发送模块的VerilogHDL实现183.4接收模块的VerilogHDL实现243.5本章小结30第4章串口通信的硬件调试314.1板级调试说明314.2下载配置FPGA324.3配置串口调试软件34

7、4.4调试结果344.5本章小结37结论38参考文献39附录1波特率发生器VerilogHDL实现40附录2发送模块VerilogHDL实现41附录3接收模块VerilogHDL实现46致谢51基于FPGA的串口通讯电路设计第1章语言和工具1.1VerilogHDL语言概述VerilogHDL是一种硬件描述语言，用于从算法级、门级到开关级的多种抽象设计层次的数字系统建模。被建模的数字系统对象的复杂性可以介于简单的门和完整的电子数字系统之间。数字系统能够按层次描述，并可在相同描述中显式地进行时序建模。Verilog

8、HDL语言具有下述描述能力：设计的行为特性、设计的数据流特性、设计的结构组成以及包含响应监控和设计验证方面的时延和波形产生机制。所有这些都使用同一种建模语言。此外，VerilogHDL语言提供了编程语言接口，通过该接口可以在模拟、验证期间从设计外部访问设计，包括模拟的具体控制和运行。VerilogHDL语言不仅定义了语法，而且对每个语法结构都定义了清晰的模拟、仿真语义。因