FPGA通过ESP8266 WiFi模块实现与电脑的无线通信 代码

下面是一个简单的示例代码，使用FPGA通过ESP8266 WiFi模块实现与电脑的无线通信。这个例子使用Verilog语言编写，可以通过串口发送和接收数据。

module wifi_serial(
    input clk,
    input reset,
    input [7:0] tx_data,
    input tx_valid,
    output tx_ready,
    output [7:0] rx_data,
    output rx_valid,
    input rx_ready
);

// 定义状态机的状态
parameter IDLE = 2'b00;
parameter TX = 2'b01;
parameter RX = 2'b10;

reg [1:0] state, next_state;
reg [7:0] tx_reg, rx_reg;
reg tx_start, tx_done, rx_start, rx_done;

assign tx_ready = (state == IDLE);
assign rx_valid = (state == RX);

// 定义常量
parameter ADDR_CONFIG = 32'h600000;
parameter ADDR_TXDATA = 32'h600004;
parameter ADDR_RXDATA = 32'h600008;
parameter ADDR_STATUS = 32'h60000C;

// 定义ESP8266的命令
parameter CMD_AT = 8'h41;
parameter CMD_CWJAP = 8'h43;
parameter CMD_CIPSTART = 8'h49;
parameter CMD_CIPSEND = 8'h53;

// 定义ESP8266的响应
parameter RESP_OK = 8'h4F;
parameter RESP_ERROR = 8'h45;
parameter RESP_SEND_OK = 8'h3E;

// 定义计数器
reg [7:0] count;
reg [7:0] send_count;

// 定义状态机
always @(posedge clk or posedge reset) begin
    if (reset) begin
        state <= IDLE;
        tx_start <= 0;
        tx_done <= 0;
        rx_start <= 0;
        rx_done <= 0;
        count <= 0;
        send_count <= 0;
    end else begin
        state <= next_state;
        tx_start <= 0;
        tx_done <= 0;
        rx_start <= 0;
        rx_done <= 0;
        count <= count + 1;
        send_count <= send_count + 1;
    end
end

// 定义状态转换
always @(*) begin
    case(state)
        IDLE: begin
            next_state = IDLE;
            if (tx_valid) begin
                tx_reg <= tx_data;
                next_state = TX;
                tx_start <= 1;
            end else if (rx_ready) begin
                next_state = RX;
                rx_start <= 1;
            end
        end
        TX: begin
            next_state = TX;
            if (count == 0) begin
                $write("Sending data to ESP8266: %c\n", tx_reg);
                $write("$%x <= %c\n", ADDR_TXDATA, tx_reg);
                $fdisplay(ADDR_TXDATA, "%c", tx_reg);
            end else if (count == 1) begin
                $write("Sending command to ESP8266: AT\n");
                $write("$%x <= %c\n", ADDR_TXDATA, CMD_AT);
                $fdisplay(ADDR_TXDATA, "%c", CMD_AT);
            end else if (count == 2) begin
                $write("Waiting for response from ESP8266\n");
                if ($fscanf(ADDR_RXDATA, "%c", rx_reg) != 0) begin
                    $write("Received response from ESP8266: %c\n", rx_reg);
                    if (rx_reg == RESP_OK) begin
                        next_state = IDLE;
                        tx_done <= 1;
                    end else begin
                        $write("Error: Received unexpected response from ESP8266!\n");
                    end
                end
            end
        end
        RX: begin
            next_state = RX;
            if (count == 0) begin
                $write("Waiting for data from ESP8266\n");
                if ($fscanf(ADDR_RXDATA, "%c", rx_reg) != 0) begin
                    $write("Received data from ESP8266: %c\n", rx_reg);
                    rx_done <= 1;
                end
            end
        end
    endcase
end

// 定义发送和接收数据的端口
assign rx_data = rx_reg;
assign tx_ready = (state == IDLE);
assign rx_valid = (state == RX);

endmodule

这个例子使用了一个状态机来控制ESP8266模块的操作。在IDLE状态下，如果有数据需要发送，则将状态转换为TX状态，并开始发送AT命令和数据；如果需要接收数据，则将状态转换为RX状态，并等待ESP8266模块的响应。

在TX状态下，状态机会先发送数据，然后发送AT命令，最后等待ESP8266模块的响应。如果收到的响应是OK，则将状态转换回IDLE状态，并将tx_done信号置为1。

在RX状态下，状态机会等待ESP8266模块发送数据，并将接收到的数据存储在rx_reg寄存器中。如果接收到数据，则将状态转换回IDLE状态，并将rx_done信号置为1。

在模块的顶层，需要将ESP8266模块的串口连接到FPGA的GPIO端口，并将tx_data和rx_data信号连接到ESP8266模块的TX和RX端口。然后，可以通过串口发送和接收数据。

module top(
    input clk,
    input reset,
    input [7:0] tx_data,
    input tx_valid,
    output tx_ready,
    output [7:0] rx_data,
    output rx_valid,
    input rx_ready
);

wire esp_tx_ready, esp_rx_valid;
wire [7:0] esp_tx_data, esp_rx_data;

wifi_serial wifi_serial(
    .clk(clk),
    .reset(reset),
    .tx_data(esp_tx_data),
    .tx_valid(tx_valid && esp_tx_ready),
    .tx_ready(esp_tx_ready),
    .rx_data(esp_rx_data),
    .rx_valid(esp_rx_valid),
    .rx_ready(rx_ready && esp_rx_valid)
);

// 将ESP8266的TX和RX端口连接到FPGA的GPIO端口
assign esp_tx_data = gpio_out;
assign gpio_in = esp_rx_data;

endmodule

这个例子使用了一个简单的GPIO模块来连接ESP8266模块的TX和RX端口。这个模块只是将输入信号传递到输出信号，并没有对信号进行任何处理。

注意，这个例子只是一个简单的示例，实际应用中可能需要更复杂的状态机来处理ESP8266模块的操作。同时，还需要考虑ESP8266模块和电脑之间的通信协议，例如TCP/IP协议栈。