基于VHDL的UART串口通信代码解析

资源摘要信息:"UART代码VHDL_VHDL接收代码_vhdl实现串口_通信" UART（通用异步收发传输器）是计算机和串行设备之间常用的串行通信接口。在数字系统设计中，使用硬件描述语言（HDL），如VHDL，可以设计实现UART协议的串行通信接口。本文档中提到的“UART代码VHDL”即是用VHDL编写的UART通信协议的代码实现。VHDL是用于描述电子系统的硬件描述语言，常用于数字电路设计领域，特别是在FPGA（现场可编程门阵列）和ASIC（应用特定集成电路）的设计中。 VHDL实现串口的核心在于状态机的设计。状态机有五个主要状态：X_IDLE（空闲）、X_START（开始）、X_WAIT（等待）、X_SHIFT（数据位移）、X_STOP（停止位）。下面是各个状态的详细解释： 1. X_IDLE（空闲）状态：这是UART模块被复位后所处的初始状态。在该状态下，系统等待发送命令XMIT_CMD。一旦接收到发送命令，状态机就会切换到X_START状态，准备发送起始位信号。 2. X_START（开始）状态：在此状态下，UART模块会发送一个位时间宽度的逻辑'0'信号至TXD（发送数据线），即起始位。之后状态机将转移到X_SHIFT状态，开始发送数据位。 3. X_WAIT（等待）状态：在这个状态下，状态机等待计满15个bclk（波特率时钟周期）周期。当达到第16个bclk周期时，状态机进入X_SHIFT状态，准备发送数据帧中的下一个数据位。同时，系统还会判断已发送的数据位是否已经达到数据帧的长度。如果达到设定的framlent（帧长度），则准备发送停止位，并转移到X_STOP状态。 4. X_SHIFT（数据位移）状态：在此状态下，实现待发数据的并串转换，即将并行数据转换为串行数据。一旦转换完成，状态机立即返回X_WAIT状态，进行下一次数据位的发送。 5. X_STOP（停止位）状态：在此状态下，状态机发送停止位，通常是逻辑'1'信号，持续16个bclk周期，表明数据帧发送完毕。之后，状态机返回X_IDLE状态，准备接收新的数据帧发送命令。 整个VHDL实现的UART通信代码包含了一系列的信号、进程和状态转换逻辑，以满足串行通信的时序要求和协议规范。设计者需要确保信号能够在正确的时间点上被采样和更新，以保证数据的正确传输。 压缩包子文件的文件名称列表中只有一个“uart”，这表明压缩文件中包含的是一个与UART相关的VHDL代码文件。用户在解压并查看该文件时，应能够找到实现上述五个状态转换逻辑的VHDL代码，以及可能包含的其他相关模块，如波特率发生器、数据缓冲区和数据接收逻辑等。 总结来说，这份VHDL实现的UART代码为设计者提供了一个在FPGA或ASIC中实现串行通信的基础架构。通过使用状态机来控制数据的发送和接收流程，该代码可以确保数据以正确的格式和时序被发送和接收。这对于开发各种需要串行通信的数字系统至关重要。