微小型通用异步收发传输器（UART）在单片机系统设计中的应用

"基于单片机应用的微型通用异步收发传输器设计，通过模块化、可配置和紧凑结构实现。使用Verilog硬件描述语言在Altera的MAX-PLUSII环境中设计，并在Altera的FPGA技术上实现。关键词包括UART、HDL、FPGA、SoC和串行通信。" 本文主要探讨了微型通用异步收发传输器（micro-UART）的设计，这种设备在系统级芯片（System-on-a-Chip, SoC）应用中具有重要价值。UART是一种常见的通信接口，用于实现设备间的异步串行通信，通常用于连接微处理器和其他设备，如串口显示器、键盘或调制解调器。 设计的关键特性在于其模块化和可配置性，这意味着它可以适应各种不同的应用场景，同时保持极小的物理尺寸，这在空间受限的SoC设计中尤为重要。UART的工作原理是将并行数据转换为串行数据进行传输，然后在接收端再将串行数据还原为并行数据。它通常包括发送器和接收器两个部分，两者都包含波特率发生器，以确保数据传输的速度匹配。 文章中提到，设计过程使用了Verilog HDL（硬件描述语言），这是一种广泛应用的编程语言，用于描述数字电子系统的逻辑行为和结构。通过Verilog，可以在逻辑门级对UART进行建模，以便于综合和仿真。Altera的MAX-PLUSII工具则提供了设计、编译和模拟这些硬件描述的平台，使得设计者可以验证UART的功能正确性和性能。 在实现阶段，该UART是通过Altera的现场可编程门阵列（Field-Programmable Gate Array, FPGA）技术来构建的。FPGA允许用户根据需要自定义硬件功能，是原型验证和快速原型设计的理想选择。由于FPGA的灵活性，该UART可以方便地在不同应用场景中进行优化和调整。 关键词中的“UART”是指通用异步收发传输器，它是串行通信的基础；“HDL”指的是硬件描述语言，用于描述数字系统；“FPGA”是实现UART硬件功能的可编程逻辑器件；“SoC”代表系统级芯片，是一种集成所有必要组件的单片集成电路；而“Serial communication”指的是UART所涉及的串行通信方式，它是许多电子设备间通信的基础。 本文介绍的微型UART设计提供了一种高效、灵活的解决方案，适用于嵌入式系统和SoC应用，尤其是在需要低功耗和紧凑体积的场景下。通过使用先进的设计工具和硬件技术，这个设计展示了在单片机系统中实现高效异步通信的可能性。