VHDL实现的RS232串口通信控制器设计

"基于VHDL的RS232串口通信控制器" 本文主要介绍了一种使用VHDL语言设计的RS232串口通信控制器，该控制器实现了CPLD（复杂可编程逻辑器件）与个人计算机（PC）之间的数据交换。通过MAXII EPM1270T144C5作为核心芯片的数字电子实验开发板来实现这一设计，串口通信的波特率设定为9600比特每秒，工作在全双工模式。当按下“发送”按钮时，CPLD会向PC发送字符串"welcome"，而PC则可以随时向CPLD发送0到F的十六进制数据，这些数据会被CPLD接收并解码显示在7段数码管上。 1. RS232协议简介 RS232是一种广泛使用的串行通信接口标准，最初由电子工业协会（EIA）制定。串口通信是通过串行数据线进行数据传输，通常包括一条数据线、一条时钟线和控制线。RS232支持单端信号，数据传输速率较低，但连接距离相对较远，可达十几米。串口有多种不同的配置，包括9针D型插头（DB-9）和25针D型插头（DB-25）。 1.1 数据帧 RS232的数据帧结构包括起始位、数据位（通常8位）、奇偶校验位（可选）、停止位。起始位标志着数据传输的开始，数据位是实际传输的信息，奇偶校验位用于检测数据传输中的错误，而停止位则用于确定数据传输的结束。 2. 系统设计 设计分为总体设计和各模块设计。总体设计考虑了系统的整体架构和功能分配，而各模块设计则包括了如波特率生成、数据收发、错误检测等具体功能的实现。VHDL语言被用来描述和实现这些模块，使其能够适应CPLD的硬件逻辑。 3. 系统调试 调试过程包括仿真调试和下载调试。仿真调试是在软件环境中验证设计的正确性，确保逻辑功能符合预期。下载调试则是将设计下载到开发板上，实际运行并测试物理电路的功能。 4. 系统指标测试 测试主要包括功能测试和性能测试，确保串口通信控制器能正常工作，如正确接收和发送数据，以及在特定波特率下的稳定通信。此外，还会评估资源利用情况，如逻辑门的数量和功耗。 关键词涉及的技术点包括VHDL（一种硬件描述语言），RS232串口通信协议，以及CPLD的使用。VHDL是设计现代数字系统的关键工具，它允许工程师用高级语言描述硬件逻辑，然后由合成工具转换成具体的电路。RS232协议是串行通信的基础，广泛应用于各种设备间的通信。CPLD是可编程逻辑器件的一种，提供了灵活的设计和实现方案，尤其适用于需要快速原型验证的场合。