基于FPGA的串行通讯设计毕业论文

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1、内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）毕业设计说明书基于FPGA的串行通讯设计内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）摘要FPGA是大规模集成电路技术发展的产物，是一种半定制的集成电路。与单片机相比FPGA的运行速度快并且有处理更复杂功能的能力。FPGA结合计算机软件技术(EDA技术)可以快速、方便地构建数字系统。通用异步接收发送器(UART)是一种短距离串行传输接口，在数字通信和控制系统中得到了广泛应用。本设计使用Altera的FPGA器件，将UART的核心功能嵌入到FPGA内部，不但实现了电

2、路异步通讯的主要功能，而且使电路更加紧凑、稳定、可靠。本设计包含UART的发送模块、接收模块和波特率发生器，所有功能的实现全部采用VerilogHDL硬件描述语言来进行描述。在QuartusII软件开发环境下实现文件编译，并在Modelsim环境下进行了功能仿真。结果表明该UART功能正确、稳定、可靠,可以很好地应用于异步串行通讯中。关键词：FPGA；通用异步接收发送器（UART）；VerilogHDL内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）TheDesignofSerialCommunicati

3、onbasedonFPGAAbstractFPGAisaproductoflarge-scaleintegratedcircuittechnologicaldevelopment,itisasemi-customintegratedcircuits.FPGArunsfasterthanSCM,ithasthecapacityofdealingwithmorecomplexfunctions.FPGAcombinedwithcomputersoftwaretechnology(EDAtechnolo

4、gy)canbequicklyandeasilybuilddigitalsystems.UART(UniversalAsynchronousReceiverTransmitter)isashort-haulserialcommunicationinterfacewhichiswidelyusedindigitalcommunicationandcontrolsystem.ThisdesignusesAltera'sFPGAdevice,theUART'scorefunctionisembedded

5、intotheFPGA,whichnotonlyachievesmainasynchronouscommunicationfunctionofthewholecircuit,butalsomakesthewholecircuitsimple,stableandreliable.ThisdesignincludestheTransmitterLogic,theReceiverLogicandtheBaudrateGenerator.AllfunctionsaregivenbyVerilogHDL.A

6、lldocumentswerecompiledunderQuartusIIenvironmentandthefunctionsaresimulatedunderModelsimenvironment.TheresultofthesimulationsandsynthesisshowsthattheUART’sfunctioncorrectly,stable,reliable,andcanbewidelyusedinasynchronousserialcommunication.Keywords:F

7、PGA；UART；VerilogHDL内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）目录摘要IAbstractII第一章绪论11.1异步串行通讯概述11.2FPGA在串行通讯中的应用11.3选题背景和意义2第二章FPGA及其配置32.1FPGA的基本结构及其特点32.1.1FPGA的基本结构介绍32.1.2FPGA的特点52.2FPGA的配置52.2.1FPGA的配置方式62.2.2FPGA配置流程及配置引脚定义72.2.3配置芯片EPC2的工作过程8第三章基于FPGA的串行通讯总体设计103.1串行通

8、信设计思路103.2UART模块概述103.3UART通信原理113.4通信接口113.5串行通讯总体方案13第四章UART模块的设计与实现15内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）4.1UART核心模块的设计154.1.1波特率发生器154.1.2串行数据接收模块174.1.3串行数据发送模块224.2图表模块设计244.2.1波特率发生器模块244.2.2配置寄存器模块254.2.3接收数据模块254.2.4接收数据帧模块254.2.5发送数据模块264.2.6发送数据帧模块