FPGA串口通信设计：VHDL实现与RS232接口

"VHDL串口程序设计与实现，涉及单片机与FPGA间的异步串行通信，基于RS232标准帧格式，包括开始位、数据位、奇校验位和停止位，波特率设定为2400bps。程序实现了将16位数据拆分为高位和低位帧发送，文件头标识为555555，接收方在接收到文件头后接收后续数据并进行校验。" 在VHDL编程中，串口通信是一个关键的应用领域，尤其是在FPGA设计中。本资源讨论的是一个VHDL实现的串口程序，用于FPGA与单片机之间的通信。设计遵循RS232的异步串行通信协议，其帧结构包括1位起始位、8位数据位、1位奇校验位和1位停止位，波特率设定为2400比特每秒（bps）。为了适应这种通信需求，设计者将16位的数据拆分成两个8位的帧进行发送，首先发送低位帧，然后是高位帧。 通信过程包含一个特定的文件头机制，即连续的5个'1'（555555），当单片机检测到这个序列时，它会准备接收接下来的数据长度和实际数据，并执行奇校验以确保数据的完整性。数据长度可以灵活调整，根据需要设定。波特率的设定可以通过计算分频系数实现，公式为X=CLK/(BOUND*2)，其中CLK是系统时钟频率，BOUND是期望的波特率。 给出的VHDL代码片段展示了实体`atel2_bin`的结构，它包含了必要的输入和输出信号，如波特率时钟`txclk`、复位信号`reset`、待发送的数据`din`、传输许可信号`start`以及串行输出端口`sout`。在行为架构中，定义了多个内部信号以处理数据传输的各个阶段，如计数器`txcnt_r`、数据长度`len`和校验位`oddb`。此外，还使用了状态机（sis）来管理传输的不同状态，如开始传输（start1、start2）和数据移位（shift）。 这段代码提供了基础的串口通信逻辑，但实现完整的系统还需要考虑错误处理、握手协议、接收缓冲区管理和可能的中断处理等复杂情况。对于初学者或进行相关项目的人来说，这是一个很好的起点，可以帮助理解VHDL在串口通信中的应用。通过这个程序，开发者可以学习如何在硬件描述语言中实现串行通信协议，这对于嵌入式系统设计和FPGA开发至关重要。