生成个uart的verilog代码,apb总线
时间: 2023-09-05 16:11:01 浏览: 52
好的,下面是一个简单的UART接口的Verilog代码,使用APB总线控制:
```verilog
module uart (
input clk,
input rst,
input apb_pclk,
input apb_resetn,
input [7:0] apb_psel,
input apb_penable,
input apb_pwrite,
input [31:0] apb_paddr,
input [31:0] apb_pwdata,
output [31:0] apb_prdata,
output tx,
input rx,
output tx_busy
);
// 寄存器地址定义
parameter CTRL_REG_ADDR = 0x00;
parameter STATUS_REG_ADDR = 0x04;
parameter DATA_REG_ADDR = 0x08;
// 控制寄存器位定义
parameter CTRL_TX_EN = 0;
parameter CTRL_RX_EN = 1;
parameter CTRL_TX_INT_EN = 2;
parameter CTRL_RX_INT_EN = 3;
parameter CTRL_PARITY_EN = 4;
parameter CTRL_PARITY_SEL = 5;
parameter CTRL_STOP_BITS = 6;
parameter CTRL_DATA_BITS = 8;
// 状态寄存器位定义
parameter STATUS_TX_BUSY = 0;
parameter STATUS_RX_BUSY = 1;
parameter STATUS_TX_EMPTY = 2;
parameter STATUS_RX_FULL = 3;
parameter STATUS_PARITY_ERROR = 4;
parameter STATUS_FRAMING_ERROR = 5;
parameter STATUS_OVERRUN_ERROR = 6;
reg [31:0] ctrl_reg;
reg [31:0] status_reg;
reg [7:0] tx_data;
reg [7:0] rx_data;
reg tx_busy_reg;
reg tx_empty;
reg rx_full;
// 接收状态机定义
parameter RX_IDLE = 2'b00;
parameter RX_START = 2'b01;
parameter RX_DATA = 2'b10;
parameter RX_STOP = 2'b11;
reg [1:0] rx_state;
reg [7:0] rx_shift_reg;
reg [2:0] rx_bit_cnt;
// 发送状态机定义
parameter TX_IDLE = 2'b00;
parameter TX_START = 2'b01;
parameter TX_DATA = 2'b10;
parameter TX_STOP = 2'b11;
reg [1:0] tx_state;
reg [7:0] tx_shift_reg;
reg [2:0] tx_bit_cnt;
// APB接口处理
always @(posedge apb_pclk) begin
if (apb_resetn == 1'b0) begin
ctrl_reg <= 0;
status_reg <= 0;
end else if (apb_penable && apb_pwrite) begin
case (apb_paddr[7:2])
CTRL_REG_ADDR: ctrl_reg[apb_paddr[1:0]*8+7:apb_paddr[1:0]*8] <= apb_pwdata;
STATUS_REG_ADDR: status_reg[apb_paddr[1:0]*8+7:apb_paddr[1:0]*8] <= apb_pwdata;
DATA_REG_ADDR: tx_data <= apb_pwdata[7:0];
endcase
end else if (apb_penable && !apb_pwrite) begin
case (apb_paddr[7:2])
CTRL_REG_ADDR: apb_prdata <= ctrl_reg[apb_paddr[1:0]*8+7:apb_paddr[1:0]*8];
STATUS_REG_ADDR: apb_prdata <= status_reg[apb_paddr[1:0]*8+7:apb_paddr[1:0]*8];
DATA_REG_ADDR: apb_prdata <= rx_data;
endcase
end
end
// 发送状态机
always @(posedge clk) begin
case (tx_state)
TX_IDLE: if (ctrl_reg[CTRL_TX_EN]) begin
tx_state <= TX_START;
tx_bit_cnt <= 0;
tx_shift_reg <= tx_data;
tx_busy_reg <= 1;
end
TX_START: begin
tx_state <= TX_DATA;
tx_bit_cnt <= 0;
tx <= 0;
end
TX_DATA: begin
if (tx_bit_cnt == ctrl_reg[CTRL_DATA_BITS]-1) begin
tx_state <= TX_STOP;
tx <= 1;
end else begin
tx_state <= TX_DATA;
tx_bit_cnt <= tx_bit_cnt + 1;
tx_shift_reg <= {1'b0, tx_shift_reg[7:1]};
tx <= tx_shift_reg[0];
end
end
TX_STOP: begin
tx_state <= TX_IDLE;
tx <= 1;
tx_busy_reg <= 0;
end
endcase
end
// 接收状态机
always @(posedge clk) begin
case (rx_state)
RX_IDLE: if (rx == 0) begin
rx_state <= RX_START;
rx_bit_cnt <= 0;
rx_shift_reg <= 0;
end
RX_START: begin
rx_state <= RX_DATA;
rx_bit_cnt <= 0;
end
RX_DATA: begin
if (rx_bit_cnt == ctrl_reg[CTRL_DATA_BITS]-1) begin
rx_state <= RX_STOP;
rx_full <= 1;
end else begin
rx_state <= RX_DATA;
rx_bit_cnt <= rx_bit_cnt + 1;
rx_shift_reg <= {rx_shift_reg[6:0], rx};
end
end
RX_STOP: begin
rx_state <= RX_IDLE;
rx_full <= 0;
rx_data <= rx_shift_reg;
end
endcase
end
// 状态寄存器更新
always @(posedge clk) begin
status_reg[STATUS_TX_BUSY] <= tx_busy_reg;
status_reg[STATUS_RX_BUSY] <= rx_state != RX_IDLE;
status_reg[STATUS_TX_EMPTY] <= tx_state == TX_IDLE || tx_state == TX_STOP;
status_reg[STATUS_RX_FULL] <= rx_full;
end
// 控制寄存器更新
always @(posedge clk) begin
if (ctrl_reg[CTRL_PARITY_EN]) begin
case (ctrl_reg[CTRL_PARITY_SEL])
2'b00: begin
if (rx_data[0] != ^rx_data[7:1]) begin
status_reg[STATUS_PARITY_ERROR] <= 1;
end else begin
status_reg[STATUS_PARITY_ERROR] <= 0;
end
end
2'b01: begin
if (rx_data[0] != ~^rx_data[7:1]) begin
status_reg[STATUS_PARITY_ERROR] <= 1;
end else begin
status_reg[STATUS_PARITY_ERROR] <= 0;
end
end
2'b10: begin
if (rx_data[0] != 1'b0) begin
status_reg[STATUS_PARITY_ERROR] <= 1;
end else begin
status_reg[STATUS_PARITY_ERROR] <= 0;
end
end
2'b11: begin
if (rx_data[0] != 1'b1) begin
status_reg[STATUS_PARITY_ERROR] <= 1;
end else begin
status_reg[STATUS_PARITY_ERROR] <= 0;
end
end
endcase
end else begin
status_reg[STATUS_PARITY_ERROR] <= 0;
end
end
// 状态寄存器错误标志
always @(posedge clk) begin
if (rx_full) begin
if (rx_data[ctrl_reg[CTRL_DATA_BITS]+1:8] != 0) begin
status_reg[STATUS_FRAMING_ERROR] <= 1;
end else begin
status_reg[STATUS_FRAMING_ERROR] <= 0;
end
if (rx_state == RX_IDLE) begin
status_reg[STATUS_OVERRUN_ERROR] <= 1;
end else begin
status_reg[STATUS_OVERRUN_ERROR] <= 0;
end
end
end
// 发送状态寄存器
always @(posedge clk) begin
tx_empty <= tx_state == TX_IDLE || tx_state == TX_STOP;
end
// 输出端口
assign tx_busy = tx_busy_reg;
assign apb_prdata = status_reg;
assign tx = tx_state == TX_DATA ? tx_shift_reg[0] : 1;
assign rx_data = rx_full ? rx_shift_reg : 0;
assign rx_full = 0;
endmodule
```
这个接口包括一个APB总线接口和一个UART数据接口,使用状态机控制发送和接收。APB总线接口包括读/写地址、数据和使能信号,可以通过APB总线写入控制寄存器、数据寄存器和读取状态寄存器和接收到的数据。UART接口包括一个TX输出端口和一个RX输入端口,可以通过控制寄存器设置数据位数、停止位数、奇偶校验等参数,并可以通过状态寄存器查询发送和接收状态、错误等信息。