VHDL实现UART串口通信控制器教程与Quartus工程文件

资源摘要信息:"基于VHDL语言设计UART串口通信测试quartus工程文件.zip" 1. VHDL语言基础 VHDL（VHSIC Hardware Description Language，超高速集成电路硬件描述语言）是一种用于描述电子系统硬件功能、结构、接口和信息流的计算机语言。它不仅能描述数字逻辑电路，还能描述模拟电路和混合信号电路。VHDL广泛应用于FPGA（现场可编程门阵列）和ASIC（应用特定集成电路）设计。 2. UART串口通信 UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步收发传输器）是一种广泛使用的串行通信协议，用于实现设备间的串行数据通信。UART通信主要涉及起始位、数据位、停止位和可选的校验位。 - 起始位：表示数据传输的开始，通常为低电平。 - 数据位：传输实际数据，通常是8位或更多位。 - 校验位：用于错误检测的一种机制，可选，不用于此项目。 - 停止位：表示数据传输的结束，通常是高电平。 UART设备通常在无奇偶校验位的情况下，使用1个起始位，8个数据位，1个停止位，共10位组成一帧数据。 3. 波特率（Baud Rate） 波特率是串行通信中数据传输速率的度量标准，表示每秒钟传输的符号数量。在UART通信中，波特率的配置决定了数据位的传输时间。 4. Quartus工程文件 Quartus是由Altera公司（现为Intel旗下）开发的一个FPGA设计软件，用于VHDL/Verilog等硬件描述语言的综合、编译和配置。Quartus工程项目包括源代码文件、约束文件、编译设置等，可生成用于编程FPGA或CPLD（复杂可编程逻辑器件）的比特流文件。 5. CPLD和FPGA - CPLD（Complex Programmable Logic Device，复杂可编程逻辑器件）是一种用户可以通过编程来配置逻辑功能的器件。 - FPGA（Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）是一种可以通过编程来实现复杂逻辑功能的集成电路。 6. 8倍波特率时钟 由于UART通信是在异步模式下工作的，为了能够准确地采样每一位数据，通常使用一个比波特率高八倍的时钟信号来采样。这样，每个数据位就被分为8个时隙，保证了通信的同步性。 7. 全双工工作模式 全双工（Full Duplex）通信模式指的是通信双方可以同时进行发送和接收操作。与半双工（Half Duplex）模式不同，半双工会在一段时间内仅允许一方发送或接收数据。 8. 7段数码管显示 7段数码管是用于显示数字的一种显示装置，它由7个LED段组成，每个段可以单独控制以显示数字0到9及某些字母。在这个项目中，7段数码管用于显示CPLD接收到的十六进制数据。 9. ASCII码 ASCII码（American Standard Code for Information Interchange，美国信息交换标准代码）是一种用于字符编码的标准，规定了每个字符对应的数字代码。在串口通信中，经常使用ASCII码来表示和传输文本数据。 综合以上信息，本项目是一个基于VHDL语言设计的UART串口通信测试工程，用于实现一个简单的串口通信系统。系统通过一个CPLD芯片来实现，能够实现与PC端的全双工通信，并通过7段数码管显示接收到的数据。在设计过程中，VHDL语言用于描述UART控制器的功能，Quartus工程文件用于将设计编译并下载到目标CPLD设备中。