Verilog实现波特率为9600的异步串口通信方案

资源摘要信息:"本资源主要关注Verilog编程语言实现的异步串口通信技术。文档详细描述了在波特率设定为9600的情况下，如何通过Verilog语言设计和实现与外部设备进行数据交换的串口通信。关键知识点包括波特率与收发时钟频率的比值为16的设置方法，从ROM中提取预设的古诗文作为数据发送，以及通过硬件显示将接收到的16进制数据转换为10进制数在数码管上展示的技术。" 1. Verilog基础知识： - Verilog是一种用于电子系统的硬件描述语言（HDL），常用于FPGA和ASIC的设计与仿真。 - 它提供了一种描述和设计数字电路的文本格式，能够模拟电路的行为。 2. 异步串口通信概述： - 异步串口通信是一种数据传输方式，不依赖于统一的时钟信号，允许发送方和接收方的时钟频率不同步。 - 这种通信方式依靠起始位、数据位、可选的奇偶校验位和停止位来传输数据。 3. 波特率概念： - 波特率是指每秒传输的符号数，单位是波特（Baud）。 - 在串口通信中，波特率决定了数据传输的速度和稳定性。 4. 时钟频率与波特率的关系： - 在本设计中，收发时钟频率和波特率之比为16，即为了达到9600波特率，设计中的时钟频率需要是16倍于波特率。 - 这意味着发送或接收每1个波特所需的时间内，时钟需要完成16个周期的操作。 5. ROM在数据发送中的应用： - ROM（只读存储器）用于存储固定的数据，例如本资源中提到的古诗文。 - 在Verilog设计中，可以通过对ROM进行编程来初始化数据，然后在串口通信时按需读取。 6. 数字与古诗文的切换发送： - 设计中需要提供一种机制来实现发送数据类型的切换，即从ROM中的古诗文切换到数字的发送。 - 这可能涉及到设计一个状态机或者控制逻辑，来控制不同的数据源选择。 7. 数码管显示技术： - 数码管是电子显示器的一种，能以数字形式显示数据。 - 在本设计中，需要将接收到的16进制数字转换成10进制，并在数码管上以可视的形式展示。 - 这可能涉及到设计一个转换模块，将16进制数据进行解码，并驱动数码管进行显示。 8. Verilog实现细节： - 设计需要包括串口通信的核心模块，例如波特率发生器（Baud rate generator）、发送器（Transmitter）、接收器（Receiver）、以及数据选择和数码管显示控制模块。 - 波特率发生器将时钟信号分频以生成适当的波特率。 - 发送器模块负责将数据按照串口协议的格式进行编码并发送出去。 - 接收器模块则负责接收外部信号，按照串口协议解码，并在接收完成时产生相应的信号。 - 数据选择逻辑用于在发送过程中选择是发送数字还是古诗文。 - 数码管显示控制模块则负责将解码后的数据转换为数码管能够理解的信号。 9. 仿真和测试： - 设计完成后，需要对Verilog代码进行仿真来验证功能的正确性。 - 可以通过软件如ModelSim等进行仿真测试，确保在不同的输入条件下都能得到正确的输出结果。 总结，本资源所涵盖的技术点包括了Verilog硬件描述语言的使用、异步串口通信的实现、波特率计算、ROM数据的读取与切换、16进制与10进制数的转换，以及数码管显示的控制等多个方面。对于有志于学习和深入研究数字电路设计及串行通信的IT专业人士来说，这是一个宝贵的实践案例和学习材料。