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一种基于FPGA的UARTIP核设计

更新时间：2019-10-13 20:09:02 大小：2M 上传用户：杨义查看TA发布的资源 标签：fpgauart 下载积分：0分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

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文档为一种基于FPGA的UARTIP核设计总结文档，是一份不错的参考资料，感兴趣的可以下载看看，，，，，，，，，，，，，

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一种基于FPGA的UARTIP核设计.pdf 2M

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32  
3
2011  
3
月
第
卷
第
期
四 川 兵 工 学 报  
年
  
【
】
自动化技术  
FPGA UART IP  
的 核设计  
一种基于  
， ，  
刘贤明 赵 侃 谢 恺  
(
，
解放军炮兵学院 合肥  
230031)  
:
摘要 针对大部分集成电路中的  
UART(  
)
、
、
，
通用异步收发器 芯片成本高 电路复杂 移植性较差等缺点 提出了一种基  
VerilogHDL  
硬件描述语言  
FPGA UART IP  
的
，
、
，
于
核设计方法 应用有限状态机设计了接收器 发送器等模块 并使用  
。 : ， ， ，  
进行编程仿真试验 仿真结果表明 该方法减小了系统体积 降低了功耗 提高了系统的稳定性和可靠性 增加了系  
，
统的灵活性 提高了可移植性  
。
: FPGA(  
) ; UART(  
) ; IP(  
) ;  
知识产权 核 状态机  
关键词  
中图分类号  
现场可编程逻辑门阵列  
通用异步收发器  
: A  
: TN391  
: 1006 － 0707( 2011) 03 － 0064 － 03  
文献标识码  
文章编号  
UART  
( universal asynchronous  
5，6，7  
8
。 / ，  
收 发双方在数据开始传输前 需  
的全称是通用异步收发器  
它可以是  
或
位
receiver transmitter) ，  
是实现设备之间低速数据通信的标准协  
，
要对双方数据位位数作一致的定义 否则会导致数据的传输  
。
( ) 、 、  
它具有使用简单 只有几个寄存器 应用广泛 接线简  
。
错误 数据位的发送采用低位  
( LSB)  
。
议
先发送  
， ， ，  
单等优点 对电平进行转换后 通信距离较长 但存在电路复  
3) 。UART  
校验位  
， /  
的校验位紧挨着数据位 采用奇 偶  
、 、 。  
杂 成本高 可移植性差等缺点 本文采用  
FPGA(  
， 。  
位校验方式 是为了验证数据传输的安全性而设置的 在  
现场逻辑  
) ，  
门阵列 通过对  
UART  
，
功能的分析和模块化处理 可以用波  
/ ，  
收 发双方进行数据传输前要预设好是否需要校验位 如果  
、 、  
特率发生器 接收器 发送器三大基本模块来描述  
UART，  
，
。
1
。
实
需要 则需说明是奇校验还是偶校验 如图 所示  
4) 。UART ，  
的帧以停止位作为停止标志 是在  
UART  
， 、 ，  
的功能 使整个系统更为灵活 紧凑 减少整个电路  
现
停止位  
［1 － 3］  
，
的体积 提高系统的可靠性和稳定性  
。
( ) 1 ～ 2  
数据位 没有校验位 之后发送  
“ 1”  
位的 逻辑 和校验位  
1 ～ 2  
“
1”(  
) ， 1 2  
之后  
位的 逻辑  
当发送完停止位之后  
5) UART  
有校验位 停止位可以为 位和  
。
，UART  
。
位
总线进入空闲  
总线上没有数据进行传输 表  
1”。  
1
UART  
概述  
。
，
空闲 空闲指  
UART  
。“ ”  
是一种异步通信协议 异步 指不需要额外的  
“
现为发送方输出 逻 辑  
，
在 空 闲 时 接 收 方 时 刻 监 视  
， ，  
时钟线进行数据的同步传输 是一种串行总线接口 只需占  
UART  
， ( “  
总线上电平变化 当发现起变化 出现低电平 逻辑  
2
( ，  
根线就可以完成数据的收发 一根接收数据 一根发送  
0”) ， ， ，  
则进入数据接收状态 直至接收完一帧数据 如果最后  
用
) ，  
数据 常用的标准通信波特率有  
9 600 bps、115 200 bps  
。
，
没有检测到停止位 则标志帧错误  
。
等
RS232，RS485  
。
6) 。 UART  
波特率 由于  
， /  
没有同步时钟线 收 发双方如  
常见的串口有  
等
串口一般以帧为单位  
， 、 、  
发送数据 一帧由起始位 数据位 校验位和停止位组成  
。
， /  
果需要进行正确的数据传输 则要在收 发双方定义一致的  
数
， 1  
据逐位传输 帧格式如图 所示  
。
，
位时钟 位时钟可以理解为  
UART  
总线一个位所占用的时  
1)  
。UART  
( ) ，  
空闲时 没有数据传输 总线为高  
， “  
间 即 波特率  
”。  
， /  
在定义上 收 发双方的波特率可以是随意  
起始位  
(
电平 逻辑  
1) ， ， “  
当需要数据传输时 首先发送一个 起始位  
”，  
， ， 9 600 bps，  
的 只需要保持一致 如双方都是 但是 这不能兼  
“
起始位为一个低电平 逻辑  
0”。  
， ，  
容现有常用的设备 所以在工程应用中 常用一些特定的波  
2)  
。 1 ， “ ”  
数据位 如图 所示 紧挨着 起始位 的是数据位  
，
， 4 800 bps、9 600 bps 115 200 bps  
特率值 如 或  
。
等
1
UART  
帧格式示意图  
图
: 2010 － 12 － 28  
收稿日期  
:
基金项目 中国博士后科学基金资助项目  
( 200801493，20080430223) ，  
( 090412043)  
安徽省自然科学基金资助项目  
:
作者简介 刘贤明  
( 1980—) ， ， ，  
男 硕士研究生 主要从事雷达信号处理研究  
。

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