查阅相关资料,掌握串口发送和接收模块的基本原理;画出电路框图,用verilog进行设计串口接收模块,一帧串口数据为11位,串口波特率为115200 bps,进行奇校验,通过编写testbench文件进行功能仿真和分析,然后进行综合,静态时序分析,功耗优化等
时间: 2024-03-25 18:37:02 浏览: 70
串口通信是计算机和外部设备之间进行数据传输的一种常见方式。串口通信包括串口发送和串口接收两个部分,通过串口发送和接收模块的设计,可以实现计算机与外部设备之间的数据传输。
以下是一个串口接收模块的Verilog设计:
```
module uart_rx(
input clk, // 时钟
input reset_n, // 复位信号
input rx, // 串口接收数据
output reg [7:0] data_out, // 输出数据
output reg valid_out, // 数据有效信号
output reg parity_out // 奇校验位
);
parameter BAUD_RATE = 115200; // 波特率
parameter DATA_BITS = 8; // 数据位数
parameter PARITY = 1; // 奇偶校验位,1表示奇校验,0表示偶校验
parameter STOP_BITS = 1; // 停止位数
reg [3:0] state; // 状态寄存器
reg [7:0] shift_reg; // 移位寄存器,用于存储接收到的数据位
reg [3:0] bit_cnt; // 用于计数已接收到的数据位数
always @(posedge clk or negedge reset_n) begin
if (~reset_n) begin
state <= 4'b0000;
bit_cnt <= 0;
shift_reg <= 0;
data_out <= 0;
valid_out <= 0;
parity_out <= 0;
end else begin
case (state)
4'b0000: begin // 等待开始位
if (~rx) begin
state <= 4'b0001;
bit_cnt <= 0;
shift_reg <= 0;
end
end
4'b0001: begin // 接收数据位
bit_cnt <= bit_cnt + 1;
shift_reg <= {shift_reg[6:0], rx};
if (bit_cnt == DATA_BITS) begin
state <= 4'b0010;
bit_cnt <= 0;
end
end
4'b0010: begin // 接收奇偶校验位
bit_cnt <= bit_cnt + 1;
parity_out <= shift_reg[7] ^ PARITY;
if (bit_cnt == 1) begin
state <= 4'b0011;
bit_cnt <= 0;
end
end
4'b0011: begin // 接收停止位
bit_cnt <= bit_cnt + 1;
valid_out <= 1;
if (bit_cnt == STOP_BITS) begin
state <= 4'b0000;
bit_cnt <= 0;
data_out <= shift_reg[6:0];
end
end
endcase
end
end
endmodule
```
该模块包含时钟、复位、串口接收数据等输入端口,以及输出数据、数据有效信号和奇校验位等输出端口。在设计中,需要设置波特率、数据位数、奇偶校验位和停止位数等参数,以便正确地接收串口数据。同时,根据串口通信的规范,需要在接收数据前先等待开始位,然后接收数据位、奇偶校验位和停止位。
在设计完毕后,可以编写testbench文件进行功能仿真和分析,然后进行综合、静态时序分析和功耗优化等操作,最终实现该模块的功能并与其他模块集成,以实现完整的系统。
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