设计UART通信协议:根据题目要求,需要定义一个自定义的通信协议,包括同步头、参数标记和参数信息。可以使用Verilog或VHDL语言编写UART通信协议的发送和接收模块。

时间: 2024-02-15 14:04:44 浏览: 24
好的,我来设计一下UART通信协议的发送和接收模块,假设UART通信波特率为115200,数据位为8位,停止位为1位,同步头为7E7E(固定2字节),参数标记为1字节,参数信息为1字节。 UART发送模块: ```verilog module uart_tx( input clk, //时钟 input rst, //复位 input [7:0] tx_data, //待发送数据 input tx_en, //发送使能信号 output reg tx_done, //发送完成信号 output reg [1:0] tx_state, //发送状态 output reg [9:0] tx_count, //发送计数器 output reg [7:0] tx_buf //发送缓冲区 ); //状态定义 parameter IDLE = 2'b00; parameter START = 2'b01; parameter DATA = 2'b10; parameter STOP = 2'b11; //波特率计算 parameter BAUD_RATE = 115200; parameter TICKS_PER_BIT = 1000000000 / BAUD_RATE; //同步头和参数标记 parameter SYNC1 = 8'h7E; parameter SYNC2 = 8'h7E; parameter PARAM_FLAG = 8'h01; //状态寄存器 reg [1:0] state = IDLE; reg [9:0] count = 10'd0; reg [7:0] buf = 8'h00; always @(posedge clk) begin if (rst) begin state <= IDLE; count <= 10'd0; buf <= 8'h00; tx_done <= 1'b0; tx_state <= IDLE; tx_count <= 10'd0; end else begin case (state) IDLE: begin //等待发送使能信号 if (tx_en) begin //初始化发送状态 tx_done <= 1'b0; tx_state <= START; tx_count <= 10'd0; end end START: begin //发送同步头 buf <= SYNC1; if (count == TICKS_PER_BIT) begin buf <= SYNC2; count <= 10'd0; end else begin count <= count + 1; end //进入数据发送状态 if (count == 2 * TICKS_PER_BIT) begin buf <= tx_data; count <= 10'd0; tx_state <= DATA; end end DATA: begin //发送数据 if (count == TICKS_PER_BIT) begin buf <= tx_data; count <= 10'd0; end else begin count <= count + 1; end //发送停止位 if (count == 10 * TICKS_PER_BIT) begin buf <= 1'b0; count <= 10'd0; tx_state <= STOP; end end STOP: begin //发送完成 tx_done <= 1'b1; tx_state <= IDLE; end default: begin //默认状态 state <= IDLE; end endcase //发送缓冲区 tx_buf <= buf; end end endmodule ``` UART接收模块: ```verilog module uart_rx( input clk, //时钟 input rst, //复位 input rx_data, //接收数据 input rx_en, //接收使能信号 output reg rx_done, //接收完成信号 output reg [1:0] rx_state, //接收状态 output reg [9:0] rx_count, //接收计数器 output reg [7:0] rx_buf, //接收缓冲区 output reg [7:0] rx_param //参数信息 ); //状态定义 parameter IDLE = 2'b00; parameter START = 2'b01; parameter DATA = 2'b10; parameter STOP = 2'b11; //波特率计算 parameter BAUD_RATE = 115200; parameter TICKS_PER_BIT = 1000000000 / BAUD_RATE; //同步头和参数标记 parameter SYNC1 = 8'h7E; parameter SYNC2 = 8'h7E; parameter PARAM_FLAG = 8'h01; parameter FEEDBACK_FLAG = 8'h88; //状态寄存器 reg [1:0] state = IDLE; reg [9:0] count = 10'd0; reg [7:0] buf = 8'h00; reg [7:0] param = 8'h00; always @(posedge clk) begin if (rst) begin state <= IDLE; count <= 10'd0; buf <= 8'h00; rx_done <= 1'b0; rx_state <= IDLE; rx_count <= 10'd0; rx_buf <= 8'h00; rx_param <= 8'h00; end else begin case (state) IDLE: begin //等待接收使能信号 if (rx_en) begin //初始化接收状态 rx_done <= 1'b0; rx_state <= START; rx_count <= 10'd0; end end START: begin //接收同步头 if (count == TICKS_PER_BIT) begin if (rx_data == SYNC1) begin buf <= SYNC1; count <= 10'd0; end else begin //同步头错误,重新开始接收 rx_state <= IDLE; end end else if (count == 2 * TICKS_PER_BIT) begin if (rx_data == SYNC2) begin buf <= SYNC2; count <= 10'd0; rx_state <= DATA; end else begin //同步头错误,重新开始接收 rx_state <= IDLE; end end else begin count <= count + 1; end end DATA: begin //接收参数标记 if (count == 3 * TICKS_PER_BIT) begin if (rx_data == PARAM_FLAG) begin buf <= PARAM_FLAG; count <= 10'd0; rx_state <= STOP; end else if (rx_data == FEEDBACK_FLAG) begin buf <= FEEDBACK_FLAG; count <= 10'd0; rx_state <= STOP; end else begin //参数标记错误,重新开始接收 rx_state <= IDLE; end end else if (count == 4 * TICKS_PER_BIT) begin param <= rx_data; rx_param <= rx_data; buf <= rx_data; count <= 10'd0; rx_state <= STOP; end else begin count <= count + 1; end end STOP: begin //接收完成 rx_done <= 1'b1; rx_state <= IDLE; end default: begin //默认状态 state <= IDLE; end endcase //接收缓冲区 rx_buf <= buf; end end endmodule ``` 以上是一个比较简单的UART通信协议的发送和接收模块,仅供参考。实际应用中需要根据具体要求进行修改和优化。

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