基于FPGA的TLC549模拟信号采集与UART通信完整工程

资源摘要信息:"FPGA控制AD芯片TLC549采集模拟信号并通过UART输出的Verilog逻辑源码Quartus工程文件.zip" 本资源提供了使用Verilog语言编写的硬件描述逻辑，该逻辑实现了FPGA（现场可编程门阵列）通过AD（模拟-数字）转换芯片TLC549采集模拟信号，并通过UART（通用异步接收/发送）接口将数据输出的功能。本工程文件针对的是CYCLONE4E系列中的EP4CE6E22C8型号FPGA，适合用于学习和设计参考。 具体知识点涵盖以下方面： 1. **FPGA基础**：FPGA是一种可以通过编程进行配置的集成电路，它允许用户在硬件层面上实现自定义的数字逻辑。CYCLONE4E系列是Altera公司（现为英特尔旗下公司）的一款FPGA产品线，其中EP4CE6E22C8是特定型号，具有一定的逻辑单元和I/O引脚数量。 2. **AD转换芯片TLC549**：TLC549是一款8位模拟-数字转换器，采用串行接口，广泛应用于需要模拟信号采集的场景。TLC549通过FPGA的I/O引脚与FPGA通信。 3. **Verilog语言**：是一种硬件描述语言（HDL），用于编写和实现数字电路的硬件逻辑。本资源中的Verilog代码描述了FPGA内部的逻辑实现。 4. **UART通信**：通用异步收发传输器（UART）是一种简单的串行通信协议，用于微处理器和微控制器等设备之间的通信。本资源中描述的UART接口用于FPGA与上位机（如计算机）之间的数据传输，波特率为9600bps，数据格式为10位（1位起始位，8位数据位，1位结束位）。 5. **工程文件结构**：资源文件名称为"lab12_voltmeter_uart"，说明这是一个关于数字电压表的项目，以串口通信为输出接口。文件结构中可能包含了Verilog源文件（如uart.v），以及其他与项目相关的文件，如Quartus工程文件和可能的约束文件（通常以.qsf为扩展名）。 6. **Verilog模块uart**：该模块包含以下端口： - clk（系统时钟输入，通常为FPGA的主时钟） - rst（复位信号输入，用于初始化或重置逻辑状态） - rxd（串行接收数据输入） - txd（串行发送数据输出） - start（开始信号输入，用于启动信号采集过程） - data_cnt（数据计数输入，指示接收到的数据数量） - voltage_data1至voltage_data4（电压数据输入，来自TLC549的AD转换结果） - send_finish（发送完成信号输出，指示数据发送结束） 7. **分频器（div_reg）**：为了生成适合UART通信的波特率时钟，模块内实现了一个分频器。分频值（div_par）基于所需的波特率计算得出，此处为9600bps。分频器生成一个频率为波特率8倍的时钟信号（clkbaud8x）以及一个频率等于波特率的时钟信号（clkbaud_tras）。 8. **状态机（state_tras, send_state, trasstart）**：模块内部包含状态机逻辑，用于控制数据的发送流程。状态机负责管理发送的开始、进行中以及完成等状态。 9. **数据缓存（rxd_buf, txd_buf）**：用于缓存接收到的串行数据以及将要发送的串行数据。 10. **时隙计数（div8_tras_reg）**：用于跟踪UART数据发送的当前时隙位置，确保按照正确的时序发送数据位。 通过以上知识点的介绍，该资源可以作为学习FPGA控制AD芯片以及串口通信设计的实践案例。开发者可以通过分析Verilog代码和Quartus工程文件，深入理解FPGA的内部逻辑如何实现模拟信号的采集、数字转换以及数据通信的功能。