uart串口通信verilog设计
时间: 2023-09-18 21:07:27 浏览: 75
UART串口通信是一种常用的异步通信协议,可以在数字系统中实现与外部设备的通信。在Verilog中设计UART串口通信模块可以包括以下几个步骤:
1. 设计顶层模块:创建一个顶层模块,用于将UART通信模块与其他系统模块进行连接。
2. 参数设置:定义UART通信模块所需的参数,如波特率、数据位数、停止位数等。
3. 状态机设计:使用状态机来控制数据的发送与接收过程。状态机可以包含待发送数据的缓冲区、发送/接收状态等。
4. 时钟分频:根据波特率设置,使用计数器对输入时钟进行分频来生成适合UART通信的时钟信号。
5. 发送数据:根据发送状态机的控制信号,将待发送数据逐位发送出去,并在最后发送停止位。
6. 接收数据:根据接收状态机的控制信号,接收传入的数据位,并进行校验(如奇偶校验)和错误检测。
7. 输出数据:将接收到的有效数据传递给其他系统模块进行处理或显示。
8. 模块连接:将UART通信模块与其他系统模块进行连接,以实现与外部设备的通信。
需要注意的是,在设计UART串口通信模块时,需要根据具体的需求进行适当的定制和优化。另外,还可以添加FIFO缓冲区、中断处理等功能,以提高通信的效率和可靠性。
以上是一个大致的设计流程,具体的实现细节会因项目需求而有所变化。希望对你有所帮助!如果还有其他问题,请继续提问。
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uart串口通信verilog设计代码
UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter,通用异步收发器)是一种串行通信接口标准,在Verilog设计中,你可以使用模块化的方式来实现它。以下是一个简单的UART通信模块的伪代码概述:
```verilog
module uart_module (
input wire clk, // 主时钟
input wire reset, // 复位信号
input wire [7:0] rx_data, // 接收数据输入
output reg [7:0] tx_data, // 发送数据输出
input wire tx_en, // 发送使能信号
input wire rx_en, // 接收使能信号
output reg tx_busy // 发送忙标志
);
// 内部状态机和寄存器定义
reg [7:0] data_register;
reg transmit_flag;
reg rx_data_valid;
// UART功能实现
always @(posedge clk or posedge reset) begin
if (reset) begin
data_register <= 8'b0; // 初始化数据寄存器
transmit_flag <= 0; // 发送标志清零
rx_data_valid <= 0; // 接收数据无效
end else if (tx_en && !transmit_flag) begin
// 发送数据
data_register <= rx_data;
transmit_flag <= 1;
tx_busy <= 1;
// 发送空闲位
if (data_register == 8'b0) begin
data_register <= 8'b1;
end else begin
data_register <= data_register << 1;
end
end else if (rx_en && !rx_data_valid) begin
// 接收数据并更新标志
rx_data_valid <= rx_data != 8'b0;
end else if (tx_busy && !transmit_flag) begin
// 发送完成标志
tx_busy <= 0;
end
end
// 串行数据传输部分
always @(posedge clk) begin
if (tx_en) begin
// 发送数据到TX线
tx_data <= data_register;
end
if (rx_en && rx_data_valid) begin
// 更新接收数据
rx_data <= {data_register, rx_data[7:1]};
end
end
endmodule
```
UART串口通信verilog代码设计
以下是一个简单的 UART 串口通信的 verilog 代码设计:
```
module uart(
input clk,
input reset_n,
input rx,
output tx,
output reg [7:0] data_out,
input [7:0] data_in,
output reg tx_busy
);
// 定义常量
parameter BAUD_RATE = 9600;
parameter CLOCK_FREQ = 50000000;
// 定义寄存器
reg [2:0] state;
reg [3:0] bit_count;
reg [15:0] baud_divider;
reg [7:0] shift_reg;
reg [7:0] tx_data;
// 定义状态常量
parameter IDLE = 3'd0;
parameter START_BIT = 3'd1;
parameter DATA_BITS = 3'd2;
parameter STOP_BIT = 3'd3;
// 初始化
initial begin
state <= IDLE;
tx_busy <= 0;
bit_count <= 0;
baud_divider <= CLOCK_FREQ / BAUD_RATE;
end
// 接收器状态机
always @(posedge clk or negedge reset_n) begin
if (~reset_n) begin
state <= IDLE;
data_out <= 8'h00;
bit_count <= 0;
shift_reg <= 8'h00;
end else begin
case (state)
IDLE: begin
if (~rx) begin
state <= START_BIT;
bit_count <= 0;
shift_reg <= 8'h00;
end
end
START_BIT: begin
if (bit_count < 8) begin
shift_reg[bit_count] <= rx;
bit_count <= bit_count + 1;
end else begin
state <= DATA_BITS;
bit_count <= 0;
data_out <= shift_reg;
end
end
DATA_BITS: begin
if (bit_count < 8) begin
shift_reg[bit_count] <= rx;
bit_count <= bit_count + 1;
end else begin
state <= STOP_BIT;
bit_count <= 0;
end
end
STOP_BIT: begin
if (~rx) begin
state <= START_BIT;
bit_count <= 0;
shift_reg <= 8'h00;
end else begin
state <= IDLE;
bit_count <= 0;
shift_reg <= 8'h00;
end
end
default: state <= IDLE;
endcase
end
end
// 发送器状态机
always @(posedge clk or negedge reset_n) begin
if (~reset_n) begin
state <= IDLE;
tx_busy <= 0;
bit_count <= 0;
shift_reg <= 8'h00;
tx_data <= 8'h00;
end else begin
case (state)
IDLE: begin
if (tx_busy) begin
state <= START_BIT;
bit_count <= 0;
shift_reg <= 8'h00;
end else if (data_in != 8'h00) begin
state <= START_BIT;
bit_count <= 0;
shift_reg <= 8'h00;
tx_data <= data_in;
tx_busy <= 1;
end
end
START_BIT: begin
if (bit_count < 8) begin
shift_reg[bit_count] <= tx_data[bit_count];
bit_count <= bit_count + 1;
end else begin
state <= DATA_BITS;
bit_count <= 0;
tx <= 0;
end
end
DATA_BITS: begin
if (bit_count < 8) begin
shift_reg[bit_count] <= tx_data[bit_count];
bit_count <= bit_count + 1;
end else begin
state <= STOP_BIT;
bit_count <= 0;
tx <= 1;
end
end
STOP_BIT: begin
if (bit_count < 1) begin
shift_reg[0] <= 1;
bit_count <= bit_count + 1;
end else begin
state <= IDLE;
bit_count <= 0;
shift_reg <= 8'h00;
tx_data <= 8'h00;
tx_busy <= 0;
end
end
default: state <= IDLE;
endcase
end
end
endmodule
```
该代码实现了一个简单的异步串口通信,支持接收和发送 8 位数据。具体可以根据实际需求进行修改和扩展。