基于FPGA的串口设计

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1、目录基于FPGA的串口设计目录前言1矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。1引言1聞創沟燴鐺險爱氇谴净。1.1课题来源1残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。1.2课题研究的研究背景1酽锕极額閉镇桧猪訣锥。1.3国内外的发展现状、发展趋势及存在的主要问题2彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。1.4课题研究的指导思想与技术路线3謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。1.5基于FPGA串口设计的技术要求4厦礴恳蹒骈時盡继價骚。2UART原理介绍5茕桢广鳓鯡选块网羈泪。2.1UART结构和工作原理5鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。3方案选择6籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。3.1设计语言的选择6預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。3.2电平转换方式的选择7渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。3.3

2、FPGA核心芯片的选择7铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。4系统硬件设计9擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。4.1器件芯片介绍9贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。4.2系统硬件框图14坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。4.3主要组成电路分析14蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。4.4总电路图设计17買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。5系统软件设计17綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。5.1主程序流程图17驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。5.2中断子程序流程图19猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。5.3DDS控制软件设计19锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。5.4AD7886软件驱动设计20構氽頑黉碩饨荠龈话骛。5.5系统源程序21輒峄陽檉簖疖網儂號泶。6制作位移测量装置的步骤21尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅

3、。7总结22识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒。参考文献23凍鈹鋨劳臘锴痫婦胫籴。致谢24恥諤銪灭萦欢煬鞏鹜錦。附录125鯊腎鑰诎褳鉀沩懼統庫。附录226硕癘鄴颃诌攆檸攜驤蔹。附录327阌擻輳嬪諫迁择楨秘騖。前言前言随着FPGA/CPLD器件在控制领域的广泛使用，开发嵌于FPGA/CPLD器件内部的通用异步收发器，以实现FPGA/CPLD开发系统与PC机之间的数据通信是很有实际意义的。FPGA/CPLD器件与单片机、ARM等器件不同，内部没有集成UART，因此要实现串行通信，必须要独立开发UART模块。本设计对于深入理解串口的工作原理和理解FPGA的工作流程具有启示意义，并通过设计的过程FPGA的

4、应用能力和系统综合设计能力将得到加强。氬嚕躑竄贸恳彈瀘颔澩。1引言1.1课题来源结合科研1.2课题研究的研究背景当今社会是数字化的社会，是数字集成电路广泛应用的社会。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设计专用集成电路(ASIC)芯片，而且希望ASIC的设计周期尽可能短，最好是在实验室里就能设计出合适的ASIC芯片，并且立即投入实际应用之中，因而出现了

5、现场可编程逻辑器件(FPLD)，其中应用最广泛的当属现场可编程门阵列(FPGA)和复杂可编程逻辑器件(CPLD)。釷鹆資贏車贖孙滅獅赘。通用异步收发器(UniversalAsynchronousReceiver/Transmitter）,简称为UART)由于具有数据通信时需要的连线少,具有相关工业标准提供的标准的接口电平规范等优点,在工业控制领域被广泛采用.近年来,随着FPGA/CPLD器件在控制领域的广泛使用,开发嵌于FPGA/CPLD器件内部的通用异步收发器,以实现FPGA/CPLD开发系统与PC机之间的数据通信引起了FPGA/CPLD领域研究人员的关注.为此,本设计基于FPGA

6、器件设计了符合RS-232标准的UART,便于实现FPGA/CPLD开发系统与PC机之间的串口数据交换。怂阐譜鯪迳導嘯畫長凉。第35页（共37页）前言1.3国内外的发展现状、发展趋势及存在的主要问题 通用异步收发器(UniversalAsychronousReceiverTransmitter，UART)是雷达中常用的器件类型，多用于全机监测、指令发送接收、状态传递、键盘显示操作以及控制等等。由于许多大的器件供应商不再生产此类军品级产品，因此，就必须另寻途径解决其在雷达中的应用问题。利用可编程器件实现UART功能模块，既可以满足产品类别的需求又可以在使用中根据实际情况增减配置，是我们

7、在设计中值得考虑的一种方法。在嵌入式系统中，嵌入式CPU往往要通过各种串行数据总线与“外界”进行通信。在应用中，异步的串行数据通信用得较多，而通用异步收发器在其中扮演着重要角色：完成数据的串并转换，即把并行数据按照通信波特率转化为通信协议中规定的串行数据流，也可从串行数据流中取出有用数据转变为并行数据。谚辞調担鈧谄动禪泻類。FPGA是英文FieldProgrammableGateArray的缩写，即现场可编程门阵列，嘰觐詿缧铴嗫偽純铪锩。它是在PAL、GA