基于FPGA的RS232异步串行口IP核设计

基于FPGA的RS232异步串行口IP核设计

1 引言

2 异步串行口模块设计与实现

2．1 UART结构

2．2 UART的帧格式

2．3 波特率时钟的控制

2．4 发送模块设计

发送模块分为空闲、载入数据、移位等3种模式。如图3所示。当并行8位数据从总线写入发送模块后，发送模块将并行数据装入锁存器thr中，然后在移位寄存器tsr中将数据移位，产生完整的发送序列(包括起始位，数据位，奇偶校验位和停止位)，以相应波特率从tx发送。发送模块的输入时钟mclkx16是串行数据波特率的16倍，模块内部将其16分频后得到波特率时钟txclk。

发送模块部分VHDL程序如下：

2．5 接收模块设计

接收模块也分为空闲、检测起始位、移位等3种模式。如图4所示。首先捕捉起始位，在 mclkx16时钟下不断检测从rx端输入数据的起始位，当检测到起始位后，接收模块由空闲模式转换为移位模式，并且16分频mclkx16产生 rxclk波特率时钟。此时rxclk时钟的上升沿位于串行数据每一位的中间，这样接下来的数据在每一位的中点采样。然后由rxclk控制在上升沿将数据位写入移位寄存器rgr的rsr[7]位，并且rsr右移1位，依次将8位数据全部写入rsr，并且停止产生rxclk波特率时钟。判断奇偶校验、帧结构和溢出标志正确后，rsr寄存器中的数据写入rhr数据锁存寄存器中，最后由8位数据总线输出转换完成的数据。

接收模块部分VHDL程序如下：

4 结果分析

5 结束语

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