基于VHDL的FPGA串口通信

基于VHDL的FPGA串口通信 本文主要介绍基于VHDL的FPGA串口通信的实现和验证。串口通信是计算机系统中最基本的通信方式之一，广泛应用于各种嵌入式系统和计算机外设。FPGA（Field-Programmable Gate Array）是一种可编程逻辑器件，能够根据需要进行重新编程，以满足不同的应用需求。VHDL（VHSIC Hardware Description Language）是一种硬件描述语言，用于描述数字电路的结构和行为。 在本项目中，我们使用VHDL语言设计了一种基于FPGA的串口通信控制器。该控制器能够实现基本的串口通信功能，包括发送和接收数据。我们使用PC机作为通信的另一端，以验证程序的功能。 UART控制器的设计主要分为两个部分：发送部分和接收部分。发送部分主要负责将数据发送到PC机，包括起始位、数据位和结束位。接收部分负责从PC机接收数据，并将其显示在七段数码管上。 在设计中，我们使用了一个分频计数器来生成波特率，波特率的值可以通过修改参数div_par来改变。当前的波特率为9600。我们还使用了一个八倍波特率的时钟来将发送或接收每一位bit的周期时间划分为八个时隙，以使通信同步。 UART控制器的工作过程是：串口处于全双工工作状态，按动key2，CPLD向PC发送“welcome”字符串；PC可以随时向CPLD发送0-F的十六进制数据，CPLD接受后显示在七段数码管上。 在实现中，我们使用了VHDL语言描述UART控制器的结构和行为，并使用FPGA来实现该控制器。我们还使用了PC机作为通信的另一端，以验证程序的功能。 本项目的实现可以作为FPGA开发的一种实践，为FPGA开发提供了一个有价值的参考。同时，本项目也可以作为计算机系统和嵌入式系统的通信解决方案之一，为工业控制、自动化、医疗设备等领域提供了一种可靠的通信方法。 知识点： 1. 串口通信的基本原理和应用 2. VHDL语言的基本概念和应用 3. FPGA的基本原理和应用 4. 串口通信控制器的设计和实现 5. 分频计数器的使用和应用 6. 八倍波特率的时钟的使用和应用 7. UART控制器的工作过程和原理 8. VHDL语言在FPGA开发中的应用 本文涵盖了基于VHDL的FPGA串口通信的设计、实现和验证过程，以及相关的知识点和应用场景，为FPGA开发和计算机系统提供了一个有价值的参考。