VHDL实现：8位串行发送器设计与状态机编码

本资源主要介绍了一个基于VHDL设计的串行发送器，用于将并行8位数据Z通过串行口X进行传输。设计的关键要素包括状态机控制、数据处理流程和奇偶校验。以下是详细的技术知识点： 1. **状态机设计**： - 使用了VHDL语言中的状态机（StateMachine, ASM），这是一种编程结构，用于管理系统的流程和行为。状态机有五种状态：WAIT_LOAD、READY、SHIFT_OUT、SHIFT_WAIT和DONE，每个状态对应不同的操作阶段。 - WAIT_LOAD状态等待数据加载完成，当load信号变为1时，进入READY状态。 - READY状态准备发送数据，先发送起始位0。 - SHIFT_OUT状态逐位发送Z数据，同时输出X_PULSE脉冲通知下级元件。 - SHIFT_WAIT状态在发送完Z数据后，计算奇偶校验位（这里采用位偶校验，通过异或运算确保发送的9位数据中1的个数为偶数）。 - DONE状态表示发送过程结束，发送结束位1，并输出EMPTY信号确认数据已发送完毕。 2. **接口与信号说明**： - 输入端口：Z（8位并行数据）、LOAD（数据载入标志）、CLK（时钟信号）。 - 输出端口：X（串行数据输出）、X_PULSE（数据发送完成后输出的移位脉冲）、EMPTY（数据发送完成信号）。 - 为了保证下一级元件的同步，额外引入了X_PULSE信号，它会在每发送一位数据后输出，指示数据移动完成。 3. **代码实现**： - 在ARCHITECTURE BEHAVOFR部分，定义了状态变量如PRE_STATE和NEXT_STATE，以及COUNT计数器和parity用于奇偶校验。 - 在SEQ进程中，根据时钟和LOAD信号的变化来切换状态。当LOAD变为1时，预状态转移到READY；在时钟上升沿，根据当前状态执行相应的操作，例如在READY状态下发送起始位，在SHIFT_OUT状态下发送Z数据等。 这个串行发送器的设计考虑到了数据加载、起始位、数据传输、奇偶校验和结束位的顺序，以及数据同步问题，适合于FPGA等硬件实现。通过VHDL代码，可以将这一逻辑功能映射到实际硬件中，实现并行数据向串行数据的转换。