FPGA通用异步收发器课程计划

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1、武汉理工大学《FPGA原理及应用》课程设计报告课程设计任务书学生姓名：瞿子敬专业班级：通信1104指导教师：陈适工作单位：信息工程学院题目：FPGA通用异步收发器设计课程设计目的：1.熟练使用VHDL语言进行电路设计；2.能够运用相关软件进行模拟分析；3.掌握基本的文献检索和文献阅读的方法；4.提高正确的撰写论文的基本能力。课程设计内容和要求1.内容：FPGA通用异步收发器设计2.要求：使用VHDL语言完成电路设计，并在此基础上进行仿真，得到正确结果。初始条件QuartusⅡ仿真平台时间安排1.方案设计，1天；2.软件设计，2天；3.系统调试，1天；4.答辩，1天。指导教师签名

2、：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日20武汉理工大学《FPGA原理及应用》课程设计报告目录摘要IAbstractII1.UART简介11.1UART基本特点11.2FPGAURAT系统组成22.模块设计32.1顶层模块32.1波特率发生器32.3UART接收器42.3.1接收器简介42.3.2UART接收器的接收状态机52.4URAT发送器62.4.1发送器简介62.4.2发送状态机63.程序设计与仿真83.1顶层程序83.2波特率发生器程序103.3UART发送器程序113.4UART接收器程序144.心得体会185.参考文献1920武汉理工大学《FPGA原理及应用》课程

3、设计报告摘要UART（UniversalAsynchronousReceiverTransmitter通用异步收发器）是一种应用广泛的短距离串行传输接口。常常用于短距离、低速、低成本的通讯中。8250、8251、NS16450等芯片都是常见的UART器件。基本的UART通信只需要两条信号线（RXD、TXD）就可以完成数据的相互通信，接收与发送是全双工形式。TXD是UART发送端，为输出；RXD是UART接收端，为输入。关键词：UART，FPGA，VHDL，电路通信20武汉理工大学《FPGA原理及应用》课程设计报告AbstractUART(UniversalAsynchronou

4、sReceiverTransmitter)isakindofwidelyusedshortserialtransmissioninterface.Oftenusedinshortdistance,lowspeed,lowcostofcommunications.8250,8251,NS16450,etcarecommonUARTchipdevices.BasicUARTcommunicationonlyneedtwosignallines(RXD,TXD)cancompletedatacommunication,sendingandreceivingisfullduplexfo

5、rm.TXDisUARTtransmitterforoutput;RXDisUARTreceiverforinput.Keywords：UART,FPGA,VHDL,CircuitCommunication20武汉理工大学《FPGA原理及应用》课程设计报告1.UART简介1.1UART基本特点（1）在信号线上共有两种状态，可分别用逻辑1（高电平）和逻辑0（低电平）来区分。在发送器空闲时，数据线应该保持在逻辑高电平状态。（2）起始位（StartBit）：发送器是通过发送起始位而开始一个字符传送，起始位使数据线处于逻辑0状态，提示接受器数据传输即将开始。（3）数据位（DataBit

6、s）：起始位之后就是传送数据位。数据位一般为8位一个字节的数据（也有6位、7位的情况），低位（LSB）在前，高位（MSB）在后。（4）校验位（parityBit）：可以认为是一个特殊的数据位。校验位一般用来判断接收的数据位有无错误，一般是奇偶校验。在使用中，该位常常取消。（5）停止位：停止位在最后，用以标志一个字符传送的结束，它对应于逻辑1状态。（6）位时间：即每个位的时间宽度。起始位、数据位、校验位的位宽度是一致的，停止位有0.5位、1位、1.5位格式，一般为1位。（7）帧：从起始位开始到停止位结束的时间间隔称之为一帧。（8）波特率：UART的传送速率，用于说明数据传送的快慢

7、。在串行通信中，数据是按位进行传送的，因此传送速率用每秒钟传送数据位的数目来表示，称之为波特率。如波特率9600=9600bps（位/秒）。UART的数据帧格式为：20武汉理工大学《FPGA原理及应用》课程设计报告1.2FPGAURAT系统组成FPGAUART由三个子模块组成：（1）波特率发生器；（2）接收模块；（3）发送模块；模块分布如图所示：图1.1UART模块20武汉理工大学《FPGA原理及应用》课程设计报告1.模块设计模块设计分为顶层模块、波特率发生器、UART接收器、UART发送器