FPGA串口通信汇总
fpga做485通信 -回复
fpga做485通信-回复FPGA在485通信中的应用FPGA（现场可编程逻辑门阵列）是一种灵活可编程的硬件设备，具有高性能和低功耗的特点。
它的广泛应用正在推动各种领域的技术发展，包括工业自动化、通信、汽车等。
在通信领域中，FPGA也发挥着重要的作用，尤其是在485通信中。
本文将逐步探讨FPGA在485通信中的应用和实现方法。
1. 485通信简介首先，让我们了解一下485通信的基本概念。
RS-485是一种串行通信标准，用于在不同设备之间传输数据。
它被广泛应用于工业自动化领域，因为它具有抗干扰能力强、传输距离远等优点。
RS-485总线可以支持多个设备一起通信，这也是它与RS-232等其他通信标准的区别之一。
2. FPGA在485通信中的应用FPGA的可编程性使得它成为实现复杂通信协议的理想选择。
它可以根据特定的应用需求进行配置和优化，从而实现高效的数据传输和处理。
下面我们将探讨FPGA在485通信中的几个关键应用。
2.1 串行通信接口FPGA可以通过配置相应的硬件资源和逻辑电路来实现多个串行通信接口，以便与多个RS-485设备进行数据交换。
通过使用FPGA提供的片上通信资源和高速时钟，可以实现高速率的数据传输和符合485标准的数据解码。
此外，FPGA还可以提供额外的功能，如数据缓存、错误检验等。
2.2 协议转换FPGA还可以用于实现不同通信协议之间的转换。
在485网络中，可能存在不同的通信协议，如Modbus、Profibus等。
使用FPGA，可以轻松实现从一种协议到另一种协议的转换。
FPGA的灵活性和可编程性使得它能够根据具体协议规范实现相关的数据处理和转换操作。
2.3 数据处理和控制FPGA具有强大的数据处理和控制能力，可以实现实时的数据分析和决策。
在485通信中，FPGA可以用于高速数据采集和处理，以及实时控制应用。
例如，FPGA可以实时解码和处理传输的数据，进行实时控制和决策，从而提高系统的响应速度和稳定性。
FPGA与PC串口通信设计与实现
京 航 空航 天 大 学 出版 社 ，０ ８ ２０．
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协 内■蘸
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ｍ ） 的系统设计中 ， ｙ 芯片 程序软件仿 真验证通 过 不会发生误＿ 。 麴 将数据存储于 ８ Ｉ 位的移位寄存器 后 ， 要 下载 到 芯 片 需 当中。 存储 ８ 位数据 以后就完成了一 有效数据 吟 能。可 以使用 Ｐ Ｃ向 Ｐ ＧＡ通过 串口发送数据并 的提取 ， Ｆ 发送端置高等待下次起始位 的到来。 将处理后的数据返 回计算 机分析是否满足设 计 Ａ ＣＩ Ｓ Ｉ码转换模块 ： 由于发送端发的是数据 要求 。 完成串口通信可 以选用专用的串行外设接 的 ＡＳ Ｉ码 ， ＣＩ ８位数据代表一 ０或者 １ ３ Ｈ代 — 。０ 口芯 片如 １５ ０ Ｎ １４ ０或者控制单 片机接收 表 ０ ３ Ｈ代表 １ ６５ ，Ｓ６５ ，１ ，所以在 Ｔ Ｄ将数据传送给数 Ｘ 图 １ 系统 总体 框 图 数据 。而采用模块化设计方法 ， 通过硬件描述语 据处理单元 之前先要完成 Ａ Ｃ Ｓ Ｈ码的转换 ， 将转 、 单元。ＲＸ Ｄ的工作流程是 言编程可 以将外部芯片的功能集成到 Ｆ Ｇ 换 后的 ０ １发给下 ～Ｉ Ｐ Ａ内 囊Ｉ Ｉ Ｉ ｌ ｌ ｌ ｌ ＿ ＿ － ｌ 麓 ｌ 部 实现 ， 这种 设计方法 可移植性强 ， 又能避免不 接收端 一直检测 Ｐ Ｃ的发送数据是否 为起始位 皇缒 ， 因为有 必要 的资源浪费 。本文采 ＩＥ １．软件 开发平 ０ 一旦检测到就进行有效数据位 的接收， Ｓ ０１ 图 ２ 异步 串行通信格式 台 ，选 用 Ｘｌ ｘ公 司 的 ｓ ａ ａ．３ 系 列 Ｆ Ｇ 效数据为 ８位 ， 以要判断接收的位数 ， ｉｎ ｉ ｐｎ ｒ Ｅ 一 ＰＡ 所 每结束 完 成了与 Ｐ Ｃ的通信功能。 个 比特计数 加一 ，当计到 ８ 时判定接收完毕 ， 将接收的数据进行 Ａ ＣＩ ＳＩ 码转换 ， 然后传送给数 ｌ系统的总体设 计 系统 的总体设计 思想是 ： 发送 数据 ， 据处理模块进行处理。 Ｃ Ｐ 由 由于数据处理部分在不同 本文不再赘述 。 ＭＡ ３ Ｘ２ ２完成 Ｒ － ３ Ｓ ２ ２电平到 １－ 电平 的转换 ， 系统中完成的工作各不相同 ， Ｉｌ ｌＪ ＦＧ Ｐ Ａ内部的 Ｒ Ｄ模块负责转换后 串行数据的 Ｘ ２２ＦＦ ． ＩＯ模 块 接收 ， 数据处理单元 对接收数据进行处理 ， 处理 Ｉ ￣（ ｉ ｎ ｉｔｏｕ） ＦＦ １ｒｔＩ Ｆｒ ｔ是 一种先进先出的 ｅｓ ｓ 完成以后将数据暂存于 Ｆ Ｆ ＩＯ中 ，Ｄ Ｔ Ｘ读取暂存 数据缓存器 ， 即读取数据ｈ 僦 读取最早存人的 敬 据按通 信协 议把数 据发 给 ＭＡ ２ ２反 馈给 数据。本 系统调用的 ＩＥ 带的 Ｆ Ｏ Ｉ ， Ｘ３ Ｓ Ｉ Ｆ Ｐ核 保 图 ３ Ｒ Ｄ模块仿真 图 Ｘ Ｃ 分析数据是否符 合要求 ， 而验证整个系统 证 了速度与功耗的最优 ， Ｐ， 从 并节省 了开发周期。使 设 计 的 合理性 。系 统框 图如 图 Ｉ 示 。 所 用 ＦＦ ＩＯ需要设 置～ 参数 。 些 数据宽度设置为 １ ， Ｒ Ｄ单 元每接 收完 一 Ｘ 个数据 即向数据 处 即存储的数据宽度是 １ 。 位 数据深度是指存储器 理单元发送—个 ａ ｅ 电平有效信 号， ｖ 高 告之其 可以存储数据的个数 ， 此时的数据是需要处理的 ， 数据处理单元接收到 代码 长耋 ， 如果要测试 １０ ０ ０个发送数据 的编码 那么编码后产生了 ２ ０ 个数据 ， ００ 深度 ａｌｅ ｃｉ 有效后采集 ｄｔ，这样可以避免数据采集 是否正确， ｖ ａ ａ ０ ８ 留有一定富裕度 。 读写使能信 的错 误。 不同的系统所要完成的数据处理功能也 可以设置为 ２ ４ ， 图 ４ ＦＦ 存 储 器仿 真模 块 ＩＯ 不相同， 本实验中完成 的是对接 收信号进行 ２ ３ 号 由分 别 由 Ｔ Ｄ和数据 处理单 元给 出。每 次 １ Ｘ 当完成 ８ 位数据的接收 Ｉ Ｆ 卷积编码功能 。 如果其他系统需要采集 多个数据 Ｆ Ｏ时钟的上升沿到来时，如果读写使能为高 存 储—个数据到最高位 。 将 ． ｒ ｘ １ 转换后 数据处理单元每次处理 时 ， 其转换为 ０或 １如图 ， ｄ为 ３ Ｈ， 后再处理一次，可以在接收端也添加一个 ＦＦ 就进行相应的读写操作。 ＩＯ ｏｅ ， ｃｖ 高电平通 ｉ 缓存数据。 个数据后就 向 ＦＦ ＩＯ发送 一个写使 能信号 ， 告 的数据 ｃｄ 是 １ 同时发送—个 ａｔ ｅ 知数据处理单元进行接收并处理 。 ２Ｆ Ｇ Ｐ Ａ主要 功 能 模 块设 计 之存 储一个数据 ，Ｘ Ｔ Ｄ的操作类似。 ３２ＦＦ ． ＩＯ存储器模块 ２１ Ｂ Ｄ模块 ． Ｘ ２ Ｔ Ｄ模 块 ． Ｘ ３ 如 图４ 所示 ，ｉ ｄ ｎ是数据的输入端 ， 依次输入 Ｔ Ｄ模块 负责把 处理后 的放据从 ＦＦ Ｘ ＩＯ中 Ｒ ＸＤ主要包括分频模块 ， 数据采样存储模 个不同数 据， 【朋 为写使能端 ， ｗ－ 在时钟上升沿 块 ， Ｓ Ｈ码转换模块。为了更好的理解 Ｒ Ｄ工 读出， ＡＣ Ｘ 将其传送给 ＭＡＸ ３ ２ ２完成电平转换 ， 回 ８ 返 读时钟一直允许置高 ， 可以看 出 ｄ ． ｔｔ ＿ 渎 给Ｐ Ｃ分析通过验证 处理 的 的数据是 否符合 前置位 ， 作流程 ， 下面先介绍一下 符 ＩＯ的工 输格式 每发～ 帧数据包 含—位起始位 、 一 ８位数 设 计要求 来证 明收发 系统 的合理 性 。Ｔ Ｄ给 数据端按顺序输出写入 的数据 ， 合 ＦＦ Ｘ 据位 、 一 位奇偶校验位和＿位 停止位 。当发送端 ＦＦ — Ｉ Ｏ提供读使能信号 ｒ ｅ ， ｄ ｎ 当数据处理单元完 作原理。 ＿ ４结 沧 这之 处 于空闲状态时， 一直发送高电平。每次开始发 成 一个数的编码后存 赭器中就存入有效值， Ｆｅａ芯 片越 来越广泛 的应 用于电子设计 ｌ 送新数据前首先发送一位低 电平的起始位 ， 这样 后 Ｔ Ｄ就可以置 ｒ＿￣为高提 取存储器数据 。 Ｘ ｄｅ 它与 Ｐ ｃ的通信完成设计的调试 起蕾 要 检测端检测到低电平 就能判 断有效数据 已开始 存储器中数据是一位的 ０或 ｌ ，发送给 Ｐ Ｃ接收 当中， Ｐ Ａ与 Ｐ 的串 口通信 系 Ｃ 发送 ， 准备接收数据。 之后接 收 ８ 位有效数据， 由 的数据需要符合异步串行通信 的格式 例如发送 作用 。本 艾实现 了 Ｆ Ｇ 统， 通过软件仿真和下载测试验证了设计的合理 低位到高位存储。根据收发方约定 ， 可以采用无 个 ０应先发 一位起始位 ０ ，再发送 ０的 Ａ Ｇ ＳＨ 性， 系统可移植性 强 ， 于其他场合只需改变 内 对 ０ ０ ０， １ 奇偶校验位方式 ， 发送数据率为 ９ Ｏ ６ Ｏ波特。 其发 码 ０ ０ １０ 最 后 发 送终 止 位 ｌ 部处理单元的功能 即可使用。 送格式如图 ２ 分频模块 ：Ｐ 。 Ｆ ＧＡ系统的主时钟为 ３ Ｆ ＧＡ主要模块的仿真分析 Ｐ 参考文献 ５ Ｍ， ０ 而采样频率为 ９ ９ ＂ ｈ ， ６ ０ ４ ｚ为了提供采样时 ３】 Ｒ Ｄ模 块仿真 － Ｘ １ ｌ Ｖｒ ｇ ｉ Ｉ 京： Ｉ 北 北 钟 可以将主时钟进行 １０ 分频。 ３２ 分频可由计数 如图３ 所示 ，Ｘ Ｒ Ｄ单元 的接收串行信 号为 【夏字￣．ｅｈ 数字 系统设计教程ｆ
正点原子fpga串口多字节-概述说明以及解释
正点原子fpga串口多字节-概述说明以及解释1. 引言1.1 概述概述正点原子FPGA（现场可编程门阵列）串口多字节是一种用于串口通信的技术，借助正点原子FPGA芯片的特性，实现了在传输数据时可以同时发送多个字节的功能。
传统的串口通信只能逐个字节地发送和接收数据，效率较低。
而正点原子FPGA串口多字节技术的出现，极大地提高了串口通信的速度与效率。
本文将介绍正点原子FPGA串口多字节技术的基本原理、实现方法以及其在实际应用中的优点和应用场景。
通过深入分析和论述，读者将能够更好地理解正点原子FPGA串口多字节技术的工作原理和优势，为其在实际项目中的应用提供指导和参考。
在接下来的章节中，我们将会详细讨论正点原子FPGA串口多字节技术的具体内容。
首先，在第一个要点中，我们将介绍其基本概念和原理，并阐述其如何在FPGA芯片中实现。
其次，在第二个要点中，我们将深入探讨正点原子FPGA串口多字节技术在实际应用中的优势和应用场景，包括其在数据传输、通信系统和嵌入式系统中的应用。
通过本文的阐述，我们希望读者能够全面了解正点原子FPGA串口多字节技术，并能够在实际项目中运用此技术，提高串口通信的效率和性能。
在结论部分，我们将对正点原子FPGA串口多字节技术进行总结，并展望其在未来的发展前景。
1.2 文章结构文章结构部分的内容：本文共分为三个部分，分别是引言、正文和结论。
引言部分主要对本文进行概述，介绍文章的目的和结构。
第一个要点是正文的第一个部分，将详细介绍正点原子FPGA串口多字节的原理和应用。
我们将从FPGA的基本概念出发，通过对正点原子FPGA的介绍和分析，深入探讨其串口多字节的实现原理和相关技术。
第二个要点是正文的第二个部分，将进一步展开对正点原子FPGA串口多字节的设计和实现进行详细阐述。
我们将从硬件设计和软件编程两个方面入手，介绍如何在FPGA上进行串口多字节的设计和开发，并给出相应的实例和实验结果。
结论部分将对本文的内容进行总结，并展望正点原子FPGA串口多字节在未来的应用前景。
fpga常用接口模块设计
fpga常用接口模块设计FPGA（Field-Programmable Gate Array）是一种可编程逻辑器件，广泛应用于各种嵌入式系统和数字电子设备中。
为了方便与其他外部设备进行通信和数据交换，FPGA通常会配备一些常用接口模块。
本文将介绍几种常见的FPGA接口模块设计，以帮助读者更好地了解和应用这些接口模块。
1. 串口通信模块：串口通信是一种常用的数据传输方式，通过串口可以实现FPGA与其他设备之间的数据收发。
在设计串口通信模块时，需要考虑波特率、数据位、校验位等参数的设置，并根据具体需求选择合适的通信协议（如UART、SPI、I2C等）。
2. 并口通信模块：并口通信是一种并行数据传输方式，通过并口可以实现高速数据传输。
设计并口通信模块时，需要定义合适的数据位宽，根据具体需求配置使能信号和数据信号的接口。
3. 以太网通信模块：以太网通信是在局域网或互联网上传输数据的主要方式之一。
设计以太网通信模块时，需要考虑以太网协议（如TCP/IP、UDP等）、物理层接口（如RJ45或光纤接口）以及网络通信速率等因素。
4. 存储器接口模块：存储器接口模块用于连接外部存储设备，如SD卡、EEPROM或闪存等。
设计存储器接口模块时，需要确定合适的接口协议（如SPI、I2C、SDIO等），并确保数据的稳定传输和读写操作的正确性。
5. 触摸屏控制模块：触摸屏广泛应用于各种电子设备中，通过触摸屏控制模块，可以实现对触摸屏的数据采集、解析和相应操作的处理。
设计触摸屏控制模块时，需要考虑触摸屏接口协议（如I2C或SPI）以及触摸点坐标的获取和手势识别算法等。
6. 显示接口模块：FPGA可以通过显示接口模块连接显示设备，如LCD屏幕或LED显示器。
设计显示接口模块时，需要考虑显示设备的接口协议（如VGA、HDMI、DVI等）、分辨率、刷新率等参数，并确保图像的稳定显示和正确的颜色输出。
总之，FPGA常用接口模块的设计是嵌入式系统开发中不可或缺的一部分。
基于FPGA的串口通信设计与实现
置和输人数据计算出响应
的奇偶校验位，它是通过
纯组合逻辑来实现的。
２．６总线选择模块
总线选择模块用于
选择奇偶校验器的输入是
数据发送总线还是数据接
收总线。
２．７计数器模块
计数器模块的功能
是记录串行数据发送或者
接收的数日，在计数到某
数值时通知ＵＡＲＴ内核模
块。 ３ ＵＡＲＴ程序设计 ＵＡＲＴ完整的工作流程可以分为接收过程
关键词：ＦＰＧＡ：ＵＡＲＴ：ＲＳ２３２
引言 串行接口的应用非常广泛，为实现串口通 信功能一般使用专用串行接口芯片，但是这种 接口芯片存在体积较大、接口复杂以及成本较 高的缺点，使得硬件设计更加复杂，并且结构与 功能相对固定，无法根据设计的需要对其逻辑 控制进行灵活的修改。介绍了一种采用ＦＰＧＡ 实现串口通信的方法。 １串口通信协议 对一个设备的处理器来说，要接收和发送 串行通信的数据，需要一个器件将串行的数据 转换为并行的数据以便于处理器进行处理，这 种器件就是ＵＡＲＴ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｒｅ— ｃｅｉｖｅｒ／Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ）通用异步收发器。作为接ｉＳｌ的 一部分，ＵＡＲＴ提供以下功能： １．１将由计算机内部传送过来的并行数据 转换为输出的串行数据流； １．２将计算机外部来的串行数据转换为字 节，供计算机内部使用并行数据的器件使用； １．３在输出的串行数据流中加入奇偶校验 位，并对从外部接收的数据流进行奇偶校验： １．４在输出数据流中加入启停标记，并从 接收数据流中删除启停标记。 ２ ＵＡＲＴ模块设计 ＵＡＲＴ主要由ＵＡＲＴ内核、信号检测器、移 位寄存器、波特率发生器、计数器、总线选择器 和奇偶校验器７个模块组成。（见图１） ２．１ ＵＡＲＴ内核模块 ＵＡＲＴ内核模块是整个设计的核心。在数 据接收时，ＵＡＲＴ内核模块负责控制波特率发 生器和移位寄存器同步的接收并且保存 ＲＳ一２３２接收端口上的串行数据。在数据发送 时，ＵＡＲＴ内核模块首先产生完整的发送序列， 之后控制移位寄存器将序列加载到移位寄存器 的内部寄存器里，最后再控制波特率发生器驱 动移位寄存器将数据串行输出。 ２＿２信号检测模块 信号检测器用于对ＲＳ一２３２的输入信号进 行实时检测，一旦发现新的数据则立即通知 ＵＡＲＴ内核。需要注意的是，这里所说的 ＲＳ一２３２输入输出信号都指经过电平转换后的 逻辑信号，而不是ＲＳ一２３２总线上的电平信号。 ２＿３移位寄存器模块 移位寄存器的作用是存储输入或者输出 的数据。 ２．４波特率发生器模块 由于ＲＳ一２３２传输必定是工作在某种波特 率下，比如９６００，为了便于和ＲＳ一２３２总线进行 同步，需要产生符合ＲＳ一２３２传输波特率的时 钟。 ２．５奇偶校验器模块 奇偶校验器的功能是根据奇偶校验的设
基于FPGA的串口通信
module chuankou_1(clk,rxd,dig_bit,dig_seg);input clk,rxd;output[1:0]dig_bit;output[7:0]dig_seg;reg[1:0]dig_bit;reg[7:0]dig_seg;reg flag_bit;//数码管位标志//使用9600bps的波特率，使用其16倍频进行读取；reg clk_rxd;//16倍频，对于50MHZ的时钟，其分频系数为8'hA1;reg[7:0]cnt_clk_rxd;reg[3:0]cnt_read;//对16倍频的周期信号进行计数，每16次清零，并开始读取下一位数据；reg r1,r2,r3;//对每一位数读三次，以保证准确率；reg[7:0]data;//用来逐位接收串口的数据；reg[3:0]cnt_bit;//对data进行位选择；reg[2:0]state;reg clk_led;//数码管显示使用reg[11:0]cnt_clk_led;reg[3:0]num;//产生16倍频的时钟；always@(posedge clk)beginif(cnt_clk_rxd>=8'ha1)begincnt_clk_rxd<=8'd0;clk_rxd<=~clk_rxd;endelsecnt_clk_rxd<=cnt_clk_rxd+1'b1;endparameter IDLE=3'b000,READ=3'b001,WRITE=3'b010;always@(posedge clk_rxd)begincase(state)IDLE:beginif(rxd==1'b1)beginstate<=IDLE;cnt_read<=4'd0;endelsebeginif(cnt_read<4'd15)begincnt_read<=cnt_read+1'b1;state<=IDLE;endelsebegincnt_read<=4'd0;state<=READ;endendendREAD:beginif(cnt_bit<=4'd7)beginif(cnt_read==4'd4)begincnt_read<=cnt_read+1'b1;r1<=rxd;state<=READ;endelse if(cnt_read==4'd9)begincnt_read<=cnt_read+1'b1;r2<=rxd;state<=READ;endelse if(cnt_read==4'd12)begincnt_read<=cnt_read+1'b1;r3<=rxd;state<=READ;endelse if(cnt_read==4'd15)beginif((r1==r2)&&(r2==r3)&&(r1==r3))begindata[cnt_bit]<=r3;//取值;state<=READ;cnt_read<=4'd0;cnt_bit<=cnt_bit+1'b1;endelsebegincnt_bit<=4'd0;state<=IDLE;cnt_read<=4'd0;endendelsebeginstate<=READ;cnt_read<=cnt_read+1'b1;endendelsebeginstate<=WRITE;cnt_bit<=4'd0;endendWRITE://此状态暂时未用；beginstate<=IDLE;enddefault:state<=IDLE;endcaseend//以下是数码管显示部分；parameter segcode0=8'b1100_0000;parameter segcode1=8'b1111_1001;parameter segcode2=8'b1010_0100;parameter segcode3=8'b1011_0000;parameter segcode4=8'b1001_1001;parameter segcode5=8'b1001_0010;parameter segcode6=8'b1000_0010;parameter segcode7=8'b1111_1000;parameter segcode8=8'b1000_0000;parameter segcode9=8'b1001_0000;parameter segcodea=8'h88;parameter segcodeb=8'h83;parameter segcodec=8'hc6;parameter segcoded=8'ha1;parameter segcodee=8'h86;parameter segcodef=8'h8e;always@(posedge clk)beginif(cnt_clk_led>=12'h9c3)begincnt_clk_led<=12'd0;clk_led<=~clk_led;endelsecnt_clk_led<=cnt_clk_led+1'b1;endalways@(posedge clk_led)beginflag_bit<=flag_bit+1'b1;case(flag_bit)1'b0:dig_bit<=2'b10;1'b1:dig_bit<=2'b01;endcaseendalways@(posedge clk_led)begincase(flag_bit)1'b0:num<=data[3:0];1'b1:num<=data[7:4];endcaseendalways@(num)begincase(num)4'd0:dig_seg<=segcode0;4'd1:dig_seg<=segcode1;4'd2:dig_seg<=segcode2;4'd3:dig_seg<=segcode3;4'd4:dig_seg<=segcode4;4'd5:dig_seg<=segcode5;4'd6:dig_seg<=segcode6;4'd7:dig_seg<=segcode7;4'd8:dig_seg<=segcode8;4'd9:dig_seg<=segcode9;4'd10:dig_seg<=segcodea;4'd11:dig_seg<=segcodeb;4'd12:dig_seg<=segcodec;4'd13:dig_seg<=segcoded;4'd14:dig_seg<=segcodee;4'd15:dig_seg<=segcodef;endcaseendendmodule。
fpga常用接口协议
fpga常用接口协议FPGA常用接口协议随着科技的不断发展，FPGA（现场可编程门阵列）在数字电路设计中的应用越来越广泛。
FPGA常用接口协议是指在FPGA与其他设备之间进行数据交换时所使用的通信协议。
本文将介绍几种常见的FPGA接口协议，包括SPI、I2C、UART和PCIe。
一、SPI（串行外设接口）协议SPI是一种串行通信协议，可以实现FPGA与外设之间的数据传输。
SPI接口由四条线组成，分别是时钟信号（SCLK）、主设备输出从设备输入（MOSI）、主设备输入从设备输出（MISO）和片选信号（CS）。
SPI协议采用主从模式，主设备通过控制时钟信号和片选信号来与从设备进行通信。
SPI接口的优点是通信速度快，但只能实现点对点的通信。
二、I2C（串行总线接口）协议I2C是一种串行通信协议，可以实现FPGA与多个外设之间的数据传输。
I2C接口由两条线组成，分别是时钟信号（SCL）和数据信号（SDA）。
I2C协议采用主从模式，主设备通过控制时钟信号和数据信号来与从设备进行通信。
I2C接口的优点是可以同时连接多个从设备，但通信速度相对较慢。
三、UART（通用异步收发传输）协议UART是一种异步串行通信协议，可以实现FPGA与其他设备之间的数据传输。
UART接口由两条线组成，分别是发送线（TX）和接收线（RX）。
UART协议采用点对点通信，通过发送和接收线来进行数据传输。
UART接口的优点是通信简单易用，但通信速度相对较慢。
四、PCIe（外部总线接口）协议PCIe是一种高速串行总线接口协议，可以实现FPGA与计算机之间的数据传输。
PCIe接口由多条差分信号线组成，包括数据传输线（TX和RX）和控制信号线（CLK、RESET等）。
PCIe协议采用主从模式，通过数据传输线和控制信号线来实现高速数据传输。
PCIe接口的优点是通信速度快，但连接和配置相对复杂。
总结：本文介绍了几种常见的FPGA常用接口协议，包括SPI、I2C、UART 和PCIe。
FPGA和单片机串行通信接口的实现
FPGA和单片机串行通信接口的实现FPGA（Field-Programmable Gate Array）和单片机（Microcontroller）是两种常用的数字电子设备，它们在串行通信接口方面有不同的实现方式。
首先，我们需要了解串行通信是一种将数据以位的形式逐个传输的通信方式。
常见的串行通信协议包括UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）、SPI（Serial Peripheral Interface）和I2C （Inter-Integrated Circuit）等。
对于FPGA和单片机之间的串行通信，我们可以基于以下几种方式进行实现：1. UART：UART是一种常见的串行通信协议，可以实现全双工的通信。
在FPGA和单片机之间建立UART通信，需要在FPGA中实现UART模块，并将其与单片机的UART接口连接。
在FPGA中，我们可以使用硬件语言（如Verilog或VHDL）来实现UART模块，该模块负责将FPGA内部的数据通过UART协议进行封装和解封装。
单片机与FPGA之间通过TX（发送）和RX （接收）引脚建立连接。
单片机可以通过串口发送数据给FPGA，FPGA接收到数据后进行处理，然后再通过串口将处理后的数据发送给单片机。
2.SPI：SPI是一种用于片上外设之间通信的串行通信协议，常用于FPGA与外部设备（例如传感器、显示器等）之间的通信。
在FPGA和单片机之间建立SPI通信，需要在FPGA中实现SPI控制器，并将其与单片机的SPI接口连接。
FPGA通过把数据写入SPI发送缓冲区或从SPI接收缓冲区读取数据来实现与单片机的通信。
单片机通过控制SPI接口的时钟、数据和使能信号来与FPGA进行数据传输。
3.I2C：I2C是一种双线制串行总线，常用于连接多个设备的系统，例如FPGA、单片机和其他外部设备之间的通信。
在FPGA和单片机之间建立I2C通信，需要在FPGA中实现I2C控制器，并将其与单片机的I2C接口连接。
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FPGA实验报告目录FPGA实验报告 (1)目录 (1)基于VHDL的串口通信实现设计 (3)摘要 (3)正文 (3)1.研究背景知识 (3)1.1串口简介 (3)1.2串口通信参数 (3)2.系统整体设计 (5)2.1 系统框图 (5)2.2原理图 (5)2.3管脚介绍： (6)3. 系统模块设计 (6)3.1分频模块 (6)3.11流程图 (6)3.12程序 (7)3.2接收模块 (8)3.21流程图 (8)3.22程序 (9)3.3发送模块 (10)3.31流程图 (10)3.32程序 (11)4. 系统调试 (12)4.1 时序调试 (12)4.2硬件调试 (13)5.总结 (14)基于VHDL的串口通信实现设计摘要串口是计算机上一种非常通用设备通信的协议,其特点是通信线路简单，成本低，特别适用于远距离通信，因此有较为广泛的应用。
为了深入了解串口，本课程设计基于VHDL语言，利用FPGA开发板实现了板间串口通信。
在程序设计中，考虑到串口波特率、数据格式等参数，共采用了四个模块：分频模块（即波特率产生模块），接受模块，发送模块，显示模块。
通过软件和开发板调试，实现了板和串口调试助手收发数据，软件改变波特率等参数，并在数码管显示的功能。
关键词：串口VHDL FPGA 分频接收发送显示正文1.研究背景知识1.1串口简介串行接口Serial Interface是指数据一位一位地顺序传送，其特点是通信线路简单，只要一对传输线就可以实现双向通信（可以直接利用电话线作为传输线），从而大大降低了成本，特别适用于远距离通信，但传送速度较慢。
串口通信的两种最基本的方式：同步串行通信方式和异步串行通信方式。
1.2串口通信参数双方为了可以进行通信，必须要遵守一定的通信规则，这个共同的规则就是通信端口的初始化。
通信端口的初始化有以下几项必须设置：1.数据的传输速率传输双方通过传输线的电压改变来交换数据，但传输线的电压改变的速度必须和接收端的接收速度保持一致，RS-232通常用于异步传输，即双方并没有一个可参考的同步时钟作为基准。
由于没有一个参考时钟，双方所发送的高低电位到底代表几个位就不得而知了，要使得双方的数据读取正常，就要考虑到传输速率——波特率，其所代表的意义是每秒钟所能产生的最大电压状态改变率，或者说是每秒钟可以振荡的次数。
2.数据的发送单位一般串行通信端口所发送的数据是字符类型的，若用来传输文件，则会使用二进制的数据类型。
当使用字符类型时，通常使用ASCII码，ASCII码中8个位形成一个字符。
以实际的RS-232传输来看，由于大多数应用只是发送文字码，因此只要7个位就可以将ASCII码的0-127号字符表达出来，所有的可见字符都在这个范围内，所以只要7个数据位就足够了。
不同的情况下，会使用到不同的发送单位，但使用多少个位合成一个字节必须先行确定。
3.起始位及停止位由于异步串行通信中并没有使用同步脉冲作为基准，故接收端完全不知道发送端何时将进行数据的发送，而当发送端准备要开始发送数据时，发送端会在所送出的字符前后分别加上高电位的起始位(逻辑0)及低电位的停止位(逻辑1),它们分别是所谓的起始位和停止位。
当发送端要开始发送数据时，便将传输在线的电位由低电位提升至高电位，而当发送结束后，再将电位降至低电位。
接收端会因起始位的触发(因电压由低电位升至高电位)而开始接收数据，并因停止位的通知(因电压维持在低电位)而确切数据的字符信号已经结束。
4.校验位的检查为了预防错误的产生，因此使用校验位作为检查的机制；校验位是用来检查所发送数据正确性的一种核对码，其中又分成奇校验位和偶校验位两种方式，分别是检查字符码中I的数目是奇数或偶数。
以偶校验位为例，A的ASCII码01100001 (二进制)，其中1的数目是三个，因此校验位便是1，使1的数目保持偶数。
2.系统整体设计 2.1 系统框图2.2原理图分频 模块波特率选择， 收发控制发送 模块接收 模块数码管 显示2.3管脚介绍：3. 系统模块设计 3.1分频模块通过本模块要产生8×波特率的时钟，FPGA 开发板时钟振荡频率为50MHZ ，因此要产生9600*8的时钟，分频数为50M/9600/8=325*2，本程序以9600波特率为例，展开分频。
其余波特率依例可以选择产生。
3.11流程图功能 管脚 输入/输出 功能RST 输入 复位，初始化 CLK 输入 时钟 RXD 输入 串行收引脚 SK_RP 输入 高电平为接收数据 低电平为发送数据 BAUD8X 输出 波特率*8 TXD 输出 串行发引脚 SEG_EN 输出 数码管位选择 SEG_DATA输出数码管段选择3.12程序PROCESS(clk,rst) --分频得到8倍波特率的时钟 BEGINSEG_EN<="11111110" ; IF ( rst = '1') THENDIV_BUF <= '0';div_REG<= "0000000000000000" ; ELSIF(clk'EVENT AND clk='1')THENIF (div_reg = div_par - "0000000000000001") THEN--//FEN PIN SHU YI BAN QU FANDIV_BUF<= NOT DIV_BUF ; --产生时钟脉冲 DIV_REG<="0000000000000000" ; ELSE开始DIV_PAR 为分频数的一半，DIV_REG 分频计数器清零；DIV_BUF 时钟信号清零DIV_BUF 赋值给BAUD8X ，DIV_BUF 为波特率*8DIV_BUF 取反，时钟信号产生；DIV_REG 分频计数器清零结束DIV_REG=分频数一半时钟上升DIV_REG 计数11div_reg <= div_reg + "0000000000000001"; END IF;BAUD8X<=DIV_BUF ; END IF;END PROCESS;3.2接收模块 3.21流程图在进入收发模块之前。
在复位中进行初始化： 接收缓冲器RXD_BUF<="00000000";RXD_CNT<="0000"; 接收计数器 RXD_START<="000"; 接收前级接收器RXD_TXT <="00000000"; 接收数据采用移位设计，将数据传进缓冲器。
每八个时隙对RXD 取样一次，存进RXD_TXT 中，比较中间五次，若五位数据一致，则认为可以接受一位数据，送进RXD_BUF ，共接受八位数据。
等八个时隙（停止位），再进入接收初态 。
接收完毕，送给数码管显示接收八个数据加一位停止位检测起始位 开始接收开始结束3.22程序///////////////////////////////////////////--//JIE SHOUELSIF (SK_RP='1')THENIF(RXD_CNT="0000")THENIF( RXD='0' )THEN--JIAN CE DAO XIA JIANG YAN WEI QI SHI WEIRXD_CNT<=RXD_CNT+"0001";END IF;ELSIF(RXD_CNT >= "0001" AND RXD_CNT<="1001")THEN--//JIE SHOU BA WEI SHU JUIF( RXD_START="111" )THEN--//BA GE SHI XIRXD_START<="000";RXD_CNT<=RXD_CNT+"0001";IF (RXD_TXT(6 DOWNTO 1)="000000"OR RXD_TXT(6 DOWNTO 1 )="111111")THEN--//BA CI CAI YANG YI YANG SHI JIE SHOU YI WEI SHU JU;RXD_BUF(6 DOWNTO 0 )<= RXD_BUF(7 DOWNTO 1); --//YI WEIRXD_BUF(7)<=RXD_TXT(7);--//JIE SHOU DI YI WEIELSIF (RXD_CNT= "1010")THENRXD_START<="000";RXD_CNT<="0000";--//SHU JU CHOU YANG BU YI YANG ,RUO JIE SHOU ZUI HOU YI WEI ,QING LINGELSERXD_CNT<=RXD_CNT+"0001";END IF;ELSERXD_TXT(7)<=RXD;RXD_TXT(6 DOWNTO 0) <= RXD_TXT(7 DOWNTO 1) ;--//CAI YANG BA CI,FANG JIN RXD_TXD SHU ZU ZHONG;RXD_START<=RXD_START+"001";END IF;ELSEIF(RXD_CNT= "1010") THEN --//JIE SHOU TING ZHI WEIDATA_B<=RXD_BUF;--//TING ZHI WEI YOU XIAO ,JIANG SHU JU CUN RU DATA BUS;IF( RXD_START="110")THENRXD_START<="000"; RXD_CNT<="0000"; RXD_BUF<="00000000"; ELSERXD_START<=RXD_START+"001"; END IF;END IF; END IF; END IF;3.3发送模块 3.31流程图为实现收发保持同一时隙，每八个时隙发送一位数据，通过移位，把八位数据发送出去。
开始结束发送起始位0 数码管显示发送完毕发送八位数据和一位停止位3.32程序///////////////////-- //FASONG //ELSIF(DIV_BUF' EVENT AND DIV_BUF='1')THENIF (SK_RP='0')THENIF (TXD_CNT="0000")THEN --//QI SHI WEITXD<='0';TXD_CNT<=TXD_CNT+"0001";TXD_BUF<=DATA_B; --//FA SONG DE SHU SONG JIN FA SONG HUN CHONG QIELSIF (TXD_CNT >= "0001" AND TXD_CNT<="1000")THEN--FA SONG BA WEI SHU JUIF( TXD_START="111")THENTXD_START<="000";TXD_CNT<=TXD_CNT+"0001";TXD<=TXD_BUF(0);--//DI YI WEI FA SONG TXD_BUF(6 DOWNTO 0 )<= TXD_BUF(7 DOWNTO 1); --//YI WEIELSETXD_START<=TXD_START+"001";END IF;ELSEIF(TXD_CNT= "1001") THEN--//FA TING ZHI WEIIF( TXD_START="111")THENTXD_START<="000";TXD<='1';TXD_CNT<=TXD_CNT+"0001";ELSETXD_START<=TXD_START+"001";END IF;ELSEIF( TXD_START="110")THENIF(RST='0')THENTXD_START<="000";TXD_CNT<="0000";TXD_BUF<="00000000";END IF;ELSETXD_START<=TXD_START+"001";END IF;END IF;END IF;4.系统调试4.1 时序调试分频：波特率*8接收和显示发送和显示4.2硬件调试管脚分配实验结果：与串口调试助手调试，在助手上发送一个字节，FPGA板上接收并在数码管上显示出来，若发送一串数据，则只显示最后一个字节。