VerilogHDL实现串口设计详解

本文档详细介绍了如何使用Verilog HDL（Hardware Description Language）进行串口设计。Verilog HDL是一种广泛应用于硬件描述语言的工具，它在系统级集成、数字逻辑设计以及FPGA和ASIC验证等方面发挥着重要作用。本设计主要涉及以下几个关键部分： 1. **模块定义**: - 定义了一个名为`trans`的模块，包含输入端如时钟`clk`、复位信号`rst`、发送使能`en`、数据发送输入`TxD_data`、波特率选择信号`Wsec`以及接收数据输入`RxD`。输出包括发送标志`TxD`、发送忙标志`TxD_busy`、接收结束标志`rcven`和接收数据输出`RxD_data`。 2. **内部逻辑结构**: - 通过实例化`trans_t`子模块处理发送功能，该模块接受波特率控制信号`Baud1`和读取RAM地址`AD_t`，并利用`RAM0`模块将接收到的数据存入RAM。 - `BaudG`模块负责波特率生成，根据输入的`Wsec`调整发送和接收端的波特率，输出`Baud8`。 - `trans_rtt3`模块是接收功能的实例，它处理接收数据`RxD`，读取RAM地址`AD_r`，并有接收结束标志`RxD_end`。 3. **RAM操作**: - `RAM0`模块采用地址`addwire`来读写数据，通过`wren_r`信号控制写入操作，读出的数据存储在`datawire`中。这表示在串口通信过程中，数据暂存于RAM中以便于发送和接收。 4. **状态机与触发器**: - 文档中提到的`always`语句可能包含状态机的设计，用以控制发送和接收过程的定时和同步，例如`posedg`触发条件表示当时钟上升沿到来时执行相应的逻辑操作。 5. **波特率选择**: - 波特率选择范围从0-2400bps到128000bps，通过不同的`Wsec`值实现，如常见的115200bps和9600bps等，展示了灵活性和可配置性。 这篇文档深入探讨了如何利用Verilog HDL设计一个功能齐全的串口模块，包括波特率调整、数据传输、以及与外设如RAM的交互。设计者通过实例化不同功能模块并管理它们之间的接口，实现了串行通信的核心逻辑。这对于理解硬件描述语言在实际应用中的工作原理以及设计高效串口通信系统具有重要参考价值。