VHDL设计的9600波特率串口通信与数码管显示

本文主要介绍了如何使用VHDL语言设计一个串口通信程序，以实现与PC机之间的基本交互。VHDL设计的核心实体（ENTITY）名为UARTIS，它包含了多个输入和输出端口，如时钟（clk）、复位信号（rst）、串行数据接收（rxd）、串行数据发送（txd）、数码管使能（en）以及数码管数据（seg_data）和按键输入（key_input）。这个串口控制器的主要功能包括： 1. **波特率控制**：程序通过定义参数p_par来设置串口的波特率，这里以0x104为例，对应的是9600波特率。为了实现同步通信，程序采用了8倍波特率的时钟，即将每个比特的传输时间划分为8个时隙。 2. **工作流程**：当按下按键key2时，CPLD（复杂可编程逻辑器件）开始向PC发送预设的"welcome"字符串，假设PC已设置为接收ASCII码。另一方面，PC可以随时发送0-F的十六进制数据，这些数据被CPLD接收后显示在7段数码管上，实时反馈给用户。 3. **内部逻辑**： - **分频计数器（p_reg）**：这是一个16位的计数器，根据p_par的值进行分频，用于生成8倍于实际波特率的时钟信号，确保通信的同步。 - **发送/接收时隙寄存器**（p8_tras_reg/p8_rec_reg）：这两个寄存器分别跟踪发送和接收过程中当前所处的时隙，有助于数据的正确传输和同步。 4. **状态机设计**：尽管原文未详细列出状态机的设计，但可以推测 UARTIS实体中可能包含一个状态机，用于管理串行通信的各个阶段，如空闲、接收、发送等，并处理相应的控制逻辑。 5. **硬件接口**：通过VHDL，作者将硬件组件如串口、数码管和按键连接到程序中，实现了数据的双向传输和用户界面的互动。 通过阅读这篇文章，读者可以学习到如何利用VHDL设计基础的串口通信模块，并理解如何与PC进行交互，这对于理解和实践VHDL硬件描述语言在实际项目中的应用非常有帮助。同时，了解了这样的设计方法后，开发者可以根据具体需求对波特率、数据格式等进行调整，扩展到其他应用场景。