fpga实现串口232

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1、FPGA：实现串行接口 RS232串行接口(RS-232)串行接口是连接FPGA和PC机的一种简单方式。这个项目向大家展示了如果使用FPGA来创建RS-232收发器。整个项目包括5个部分1.RS232是怎样工作的2.如何产生需要的波特率3.发送模块4.接收模块5.应用实例RS-232接口是怎样工作的作为标准设备，大多数的计算机都有1到2个RS-232串口。特性RS-232有下列特性:·使用9针的"DB-9"插头(旧式计算机使用25针的"DB-25"插头).·允许全双工的双向通讯(也就是说计算机可以在接收数据的同时发送数据).·最大可支持的传输

2、速率为10KBytes/s.DB-9插头你可能已经在你的计算机背后见到过这种插头它一共有9个引脚，但是最重要的3个引脚是:·引脚2:RxD(接收数据).·引脚3:TxD(发送数据).·引脚5:GND(地).仅使用3跟电缆，你就可以发送和接收数据.串行通讯数据以每次一位的方式传输；每条线用来传输一个方向的数据。由于计算机通常至少需要若干位数据，因此数据在发送之前先“串行化”。通常是以8位数据为1组的。。先发送最低有效位，最后发送最高有效位。异步通讯RS-232使用异步通讯协议。也就是说数据的传输没有时钟信号。接收端必须有某种方式，使之与接收数据

3、同步。对于RS-232来说，是这样处理的:1.串行线缆的两端事先约定好串行传输的参数（传输速度、传输格式等）2.当没有数据传输的时候，发送端向数据线上发送"1"3.每传输一个字节之前，发送端先发送一个"0"来表示传输已经开始。这样接收端便可以知道有数据到来了。4.开始传输后，数据以约定的速度和格式传输，所以接收端可以与之同步5.每次传输完成一个字节之后，都在其后发送一个停止位("1")让我们来看看0x55是如何传输的:0x55的二进制表示为：01010101。但是由于先发送的是最低有效位，所以发送序列是这样的:1-0-1-0-1-0-1-0.

4、下面是另外一个例子:传输的数据为0xC4，你能看出来吗?从图中很难看出来所传输的数据，这也说明了事先知道传输的速率对于接收端有多么重要。数据传输可以多快?数据的传输速度是用波特来描述的，亦即每秒钟传输的数据位，例如1000波特表示每秒钟传输100比特的数据,或者说每个数据位持续1毫秒。波特率不是随意的，必须服从一定的标准，如果希望设计123456波特的RS-232接口，对不起，你很不幸运，这是不行的。常用的串行传输速率值包括以下几种：·1200波特.·9600波特.·38400波特.·115200波特(通常情况下是你可以使用的最高速度).在1

5、15200波特传输速度下,每位数据持续(1/115200)=8.7μs.如果传输8位数据,共持续8x8.7μs=69μs。但是每个字节的传输又要求额外的“开始位”和“停止位”,所以实际上需要花费10x8.7μs=87μs的时间。最大的有效数据传输率只能达到11.5KBytes每秒。在115200波特传输速度下,一些使用了不好的芯片的计算机要求一个长的停止位(1.5或2位数据的长度)，这使得最大传输速度降到大约10.5KBytes每秒物理层电缆上的信号使用正负电压的机制:·"1"用-10V的电压表示(或者在-5V与-15V之间的电压).·"0"

6、用+10V的电压表示(或者在5V与15V之间的电压).所以没有数据传输的电缆上的电压应该为-10V或-5到-10之间的某个电压。波特率发生器这里我们使用串行连接的最大速度115200波特，其他较慢的波特也很容易由此产生。FPGA通常运行在远高于115200Hz的时钟频率上（对于今天的标准的来说RS-232真是太慢了），这就意味着我们需要用一个较高的时钟来分频产生尽量接近于115200Hz的时钟信号。从1.8432MHz的时钟产生通常RS-232芯片使用1.8432MHz的时钟，以为这个时钟很容易产生标准的波特率，所以我们假设已经拥有了一个这样

7、的时钟源。只需要将1.8432MHz16分频便可得到115200Hz的时钟，多方便啊！reg[3:0]BaudDivCnt;（1843200/16=115200always@(posedgeclk)BaudDivCnt<=BaudDivCnt+1;wireBaudTick=(BaudDivCnt==15);所以"BaudTick"每16个时钟周期需要置位一次，从而从1.8432MHz的时钟得到115200Hz的时钟。从任意频率产生早期的发生器假设使用1.8432MHz的时钟。但如果我们使用2MHz的时钟怎么办呢？要从2MHz的时钟得到1152

8、00Hz，需要将时钟"17.361111111..."分频，并不是一个整数。我的解决办法是有时候17分频，有时候18分频，使得整体的分频比保持在"17.361111