求大神帮忙解释一下VHDL串口通信?解说一下每一条语句的意思,真心感谢!

求大神帮忙解释一下VHDL串口通信?解说一下每一条语句的意思,真心感谢!,第1张

library ieee

useieee.std_logic_1164.all

entity correspondis

port(

clk,en:in std_logic

Send_data:in std_logic_vector(9 downto 0)

serial:out std_logic)

end correspond

architecturecorrespond_arc of correspond is--定义结构体

begin

process(clk)

variable count:integer range 0 to 9 :=0 --定义变量,初值为0

begin

if (en='0') then

--如果信号不允许发送,即EN= ‘0’,则计数0,串口输出高电平‘1’

count:=0

serial<='1'

elsif rising_edge(clk) then

--如果允许发送,即EN= ‘1’,开始发送

if (count=9) then--如果count=9,则不停的发送数据最高位send_data[9]

serial<=Send_data(9)

else--如果count/=9,则依次从0位到9位开始发送数据

serial<=Send_data(count)

count:=count+1

end if

end if

end process

endcorrespond_arc

RXD作高电平就可以了,如果你不想接收数据,可以不用去管它。

因为RS232通信是半双工,即 RXD,TXD,CLK 三线控制,其中时钟频率由传输的波特率决定,接收和发送的波特率需要设置,FPGA是自己编程时加个时钟发生器来控制TXD的频率,接收的 如PC,可由串口软件设置。只要频率匹配,从机(FPFA)TXD的信号就可以按照协议发送过去,而在主机(PC)上RXD上就接收到了数据。

理论上误码率很低,所以用RXD接收PC机发回的反馈信号,比如奇偶校验,比如一个低电平,但也可以在PC机上接收多次或者自己写协议,对接收到的数据处理,毕竟没有反馈就不知道错误与否。

程序你对着RS232的时序自己写下就可以了,你看懂了就很简单,因为关键的时序在FPGA里很容易实现。

程序方面的传输方面,你可以设置一个数据寄存器 比如 8位,用来放要发送的内容,然后 低位(或者高位,忘记了)一位一位传,传完一个移一位就可以了

一般数据传输的开始信号为低电平,结束为高电平,空闲为高电平。

因为鄙人编程是C的,在ARM上,VHDL也忘差不多了,只能告诉你大概原理。

,供你参考吧。

1. 顶层程序与仿真

(1)顶层程序

--文件名:top.vhd。

--功能:顶层映射。

--最后修改日期:2004.3.24。

library IEEE

use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL

use IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL

use IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL

entity top is

Port (clk32mhz,reset,rxd,xmit_cmd_p_in:in std_logic --总的输入输出信号的定义

rec_ready,txd_out,txd_done_out:out std_logic

txdbuf_in:in std_logic_vector(7 downto 0)--待发送数据输入

rec_buf:out std_logic_vector(7 downto 0)) --接收数据缓冲

end top

architecture Behavioral of top is

component reciever

Port (bclkr,resetr,rxdr:in std_logic

r_ready:out std_logic

rbuf:out std_logic_vector(7 downto 0))

end component

component transfer

Port (bclkt,resett,xmit_cmd_p:in std_logic

txdbuf:in std_logic_vector(7 downto 0)

txd:out std_logic

txd_done:out std_logic)

end component

component baud

Port (clk,resetb:in std_logic

bclk:out std_logic)

end component

signal b:std_logic

begin

u1:baud port map(clk=>clk32mhz,resetb=>reset,bclk=>b)--顶层映射

u2:reciever port map(bclkr=>b,resetr=>reset,rxdr=>rxd,r_ready=>rec_ready,

rbuf=>rec_buf)

u3:transfer port map(bclkt=>b,resett=>reset,xmit_cmd_p=>xmit_cmd_p_in,

txdbuf=>txdbuf_in,txd=>txd_out,txd_done=>txd_done_out)

end Behavioral

(2)程序仿真

仿真波形图如图8.8.5所示。

图8.8.5 仿真波形

2. 波特率发生器程序与仿真

(1)波特率发生器VHDL程序

--文件名:baud.vhd.

--功能:将外部输入的32MHz的信号分成频率为153600Hz的信号。

--最后修改日期:2004.3.24。

library IEEE

use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL

use IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL

use IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL

entity baud is

Port (clk,resetb:in std_logic

bclk:out std_logic)

end baud

architecture Behavioral of baud is

begin

process(clk,resetb)

variable cnt:integer

begin

if resetb='1' then cnt:=0bclk<='0' --复位

elsif rising_edge(clk) then

if cnt>=208 then cnt:=0bclk<='1' --设置分频系数

else cnt:=cnt+1bclk<='0'

end if

end if

end process

end Behavioral

(2)程序仿真

仿真波形如图8.8.6所示。

图8.8.6 波特率发生器的仿真波形

3. UART发送器程序与仿真

(1)UART发送器VHDL程序

--文件名:transfer.vhd。

--功能:UART发送器。

--说明:系统由五个状态(x_idle,x_start,x_wait,x_shift,x_stop)和一个进程构成。

--最后修改日期:2004.3.24。

library IEEE

use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL

use IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL

use IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL

entity transfer is

generic(framlent:integer:=8)

Port (bclkt,resett,xmit_cmd_p:in std_logic --定义输入输出信号

txdbuf:in std_logic_vector(7 downto 0):="11001010"

txd:out std_logic

txd_done:out std_logic)

end transfer

architecture Behavioral of transfer is

type states is (x_idle,x_start,x_wait,x_shift,x_stop) --定义个子状态

signal state:states:=x_idle

signal tcnt:integer:=0

begin

process(bclkt,resett,xmit_cmd_p,txdbuf) --主控时序、组合进程

variable xcnt16:std_logic_vector(4 downto 0):="00000" --定义中间变量

variable xbitcnt:integer:=0

variable txds:std_logic

begin

if resett='1' then state<=x_idletxd_done<='0'txds:='1' --复位

elsif rising_edge(bclkt) then

case state is

when x_idle=> --状态1,等待数据帧发送命令

if xmit_cmd_p='1' then state<=x_starttxd_done<='0'

else state<=x_idle

end if

when x_start=> --状态2,发送信号至起始位

if xcnt16>="01111" then state<=x_waitxcnt16:="00000"

else xcnt16:=xcnt16+1txds:='0'state<=x_start

end if

when x_wait=> --状态3,等待状态

if xcnt16>="01110" then

if xbitcnt=framlent then state<=x_stopxbitcnt:=0

else state<=x_shift

end if

xcnt16:="00000"

else xcnt16:=xcnt16+1state<=x_wait

end if

when x_shift=>txds:=txdbuf(xbitcnt)xbitcnt:=xbitcnt+1state<=x_wait --状态4,将待发数据进行并串转换

when x_stop=>--状态5,停止位发送状态

if xcnt16>="01111" then

if xmit_cmd_p='0' then state<=x_idlexcnt16:="00000"

else xcnt16:=xcnt16state<=x_stop

end iftxd_done<='1'

else xcnt16:=xcnt16+1txds:='1'state<=x_stop

end if

when others=>state<=x_idle

end case

end if

txd<=txds

end process

end Behavioral

UART发送器的仿真波形如图8.8.7所示。

图8.8.7 UART发送器的仿真波形

4. UART接收器程序与仿真

(1)UART接收器VHDL程序

--文件名:reciever.vhd。

--功能:UART接受器。

--说明:系统由五个状态(r_start,r_center,r_wait,r_sample,r_stop)和两个进程构成

--最后修改日期:2004.3.24。

library IEEE

use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL

use IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL

use IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL

entity reciever is

generic(framlenr:integer:=8)

Port (bclkr,resetr,rxdr:in std_logic --定义输入输出信号

r_ready:out std_logic

rbuf:out std_logic_vector(7 downto 0))

end reciever

architecture Behavioral of reciever is

type states is (r_start,r_center,r_wait,r_sample,r_stop) --定义各子状态

signal state:states:=r_start

signal rxd_sync:std_logic

begin

pro1:process(rxdr)

begin

if rxdr='0' then rxd_sync<='0'

else rxd_sync<='1'

end if

end process

pro2:process(bclkr,resetr,rxd_sync)--主控时序、组合进程

variable count:std_logic_vector(3 downto 0) --定义中间变量

variable rcnt:integer:=0

variable rbufs:std_logic_vector(7 downto 0)

begin

if resetr='1' then state<=r_startcount:="0000" --复位

elsif rising_edge(bclkr) then

case state is

when r_start=>--状态1,等待起始位

if rxd_sync='0' then state<=r_centerr_ready<='0'rcnt:=0

else state<=r_startr_ready<='0'

end if

when r_center=> --状态2,求出每位的中点

if rxd_sync='0' then

if count="0100" then state<=r_waitcount:="0000"

else count:=count+1state<=r_center

end if

else state<=r_start

end if

when r_wait=> --状态3,等待状态

if count>="1110" then

if rcnt=framlenr then state<=r_stop

else state<=r_sample

end if

count:="0000"

else count:=count+1state<=r_wait

end if

when r_sample=>rbufs(rcnt):=rxd_syncrcnt:=rcnt+1state<=r_wait

--状态4,数据位采样检测

when r_stop=>r_ready<='1'rbuf<=rbufsstate<=r_start--状态4,输出帧接收完毕信号

when others=>state<=r_start

end case

end if

end process

end Behavioral


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