vhdl的串行同步通信spi设计

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1、课程设计课程名称_电子技术综合设计与实训题目名称基于VHDL的串行同步通信SPI设计学生学院_自动化____________专业班级_电子信息科学与技术____学号__3107001554__________学生姓名____陈振添_____________指导教师____蔡述庭__________2009年12月21日广东工业大学课程设计任务书题目名称基于VHDL的串行同步通信SPI设计学生学院自动化专业班级电子信息科学与技术姓名陈振添学号3107001554一、课程设计的内容设计一个同步串行通讯SPI二、课程设计的要求与数据设计要求包括：1.深入了解串行通信的方案

2、内容和协议，思考设计方法。2.设计串行通信方案，并写好传输程序VHDL。3.下载到DE2板调试，检测其可行性。三、课程设计应完成的工作1.利用VHDL语言编程实现SPI；2.利用DE2板对所设计的思想进行验证；3.总结VHDL设计结果，撰写课程设计报告。四、课程设计进程安排序号设计各阶段内容地点起止日期1任务的确定-spi实验2号楼21412.142查找资料实验2号楼30712.153编写SPI的各个模块VHDL程序实验2号楼21612.164仿真，分配管脚实验2号楼21412.175验证修改验收实验2号楼21412.186整理说明书，报告实验楼12.19五、应收集

3、的资料及主要参考文献[1]PIC单片机原理及应用（第3版）北京航天航空大学出版社[2]黄智伟，王彦·FPGA系统设计与实践[M]·北京：电子工业出版社，2005发出任务书日期：年月日指导教师签名：计划完成日期：年月日基层教学单位责任人签章：主管院长签章：摘要本设计是用Quartus作为开发环境，以DE2板为硬件平台实现的SPI同步串行通讯。设计过程方便。根据接收和发送两个主要部分实现了SPI的基本功能。此外，该设计还实现了波特率发生器，数码管显示的功能。用DE2板实现具有电路简洁，开发周期短的优点。充分利用了EDA设计的优点。开发过程用了VHDL硬件描述语言进行描述

4、，从底层设计，分模块进行，充分提高了设计者的数字逻辑设计的概念。关键词：SPI，同步串行通讯，Quartus，DE2板，VHDL硬件描述语言。目录1引言62SPI简介62.1SPI协议和工作原理62.2波特率73模块设计73.1顶层模块RTL综合73.2波特率发生器模块83.3SDO数据发送模块93.4SDI数据接收模块103.5数码管显示模块114实验验证124.1实验验证方案选择124.2实验现象125结论与问题讨论125.1完成设计要求的程度125.2遇到的问题及解决方法135.3存在的不足及改进思路135.4心得体会13参考文献141引言串行扩展通信接口是器

5、件间进行数据交换的平台和重要渠道。主控同步串行通信模块主要应用于系统内部近距离的串行通讯，如SPI,I^C等。SPI是英文SerialPeripheralInterface的缩写，中文意思是串行外围设备接口，SPI是Motorola公司推出的一种同步串行通讯方式，是一种三线同步总线，因其硬件功能很强，与SPI有关的软件就相当简单，使CPU有更多的时间处理其他事务。2SPI简介2.1SPI协议和工作原理顾名思义，串行接口的数据传输方式是串行的，即数据是一位一位地进行传输虽然串行接口的传输方式导致其传输速度会比较慢，但是它却具有较强的抗干扰能力，并能有较长的传输距离，R

6、S232口的最大传输距离为15m。SPI接口主要应用在EEPROM，FLASH，实时时钟，AD转换器，还有数字信号处理器和数字信号解码器之间。SPI，是一种高速的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB的布局上节省空间，提供方便，正是出于这种简单易用的特性，现在越来越多的芯片集成了这种通信协议，比如AT91RM9200.SPI的通信原理很简单，它以主从方式工作，这种模式通常有一个主设备和一个或多个从设备，需要至少4根线，事实上3根也可以（单向传输时）。也是所有基于SPI的设备共有的，它们是SDI（数据输入），SDO（数

7、据输出），SCK（时钟），CS（片选）。　　（1）SDO-主设备数据输出，从设备数据输入　　（2）SDI-主设备数据输入，从设备数据输出　　（3）SCLK-时钟信号，由主设备产生　　（4）CS-从设备使能信号，由主设备控制　　其中CS是控制芯片是否被选中的，也就是说只有片选信号为预先规定的使能信号时（高电位或低电位），对此芯片的操作才有效。这就允许在同一总线上连接多个SPI设备成为可能。　　接下来就负责通讯的3根线了。通讯是通过数据交换完成的，这里先要知道SPI是串行通讯协议，也就是说数据是一位一位的传输的。这就是SCK时钟线存在的原因，由SCK提供时钟脉冲，S