Verilog HDL实现UART串口设计与代码分享

本文介绍了一种使用Verilog HDL语言设计UART串口的方法，并提供了相关的源代码示例。设计中包括了发送、接收以及波特率生成等关键模块的实例化。 UART（通用异步收发传输器）是一种常见的串行通信接口，常用于设备间的简单通信。在Verilog HDL中设计UART，主要涉及到以下几个关键知识点： 1. **串口协议**：UART协议定义了数据的起始位、数据位（通常为8位）、奇偶校验位（可选）和停止位。设计时需要根据这些规范来构造发送和接收的数据帧。 2. **波特率生成**：波特率决定了数据的传输速率，是串口通信的关键参数。在Verilog代码中，`BaudGtt2`模块用于生成所需的波特率，通过输入的`Wsec`参数调节波特率值。 3. **发送模块**：`trans_ttt1`模块处理数据的发送。它接收来自外部的`TxD_data`数据，经过波特率调整后，通过`TxD`引脚输出。`TxD_busy`信号表示发送是否正在进行。 4. **接收模块**：`trans_rtt3`模块用于接收数据。它监听`RxD`输入，经过波特率同步后，将接收到的数据存入内部RAM，并通过`RxD_data`输出。`RxD_end`标志表示接收过程已完成。 5. **内部RAM**：`RAM0tt4`模块用于存储接收和待发送的数据。地址线`address`和数据线`data`与之交互，写使能信号`wren_r`控制数据写入，读取数据通过`q`引脚输出。 6. **时钟和复位**：`clk`是系统时钟，`rst`是复位信号，这两个信号在数字电路设计中至关重要，确保了系统的同步和正确操作。 7. **数据流向**：`TxD_data`经过发送模块处理后，通过`TxD`输出到外部；`RxD`输入的数据经过接收模块处理，存储在RAM中并通过`RxD_data`输出。 8. **状态机**：虽然示例代码未明确展示，但在实际设计中，发送和接收通常会用到状态机来管理不同的操作阶段，如等待起始位、传输数据位、检测停止位等。 这个Verilog HDL实现的UART串口设计涵盖了串行通信的基本元素，包括波特率生成、数据发送和接收，以及内部存储。通过实例化不同模块，实现了串口通信的核心功能。