Verilog实现UART串口通信

"UART串口通信的Verilog实现" 在电子设计领域，Verilog是一种广泛使用的硬件描述语言，用于描述数字系统的逻辑行为。本资源主要介绍如何使用Verilog实现串行通用异步收发传输器（UART）通信，涵盖了接收和发送数据的程序设计。 UART是一种常见的串行通信接口，它允许设备之间进行全双工通信，即同时进行数据的发送和接收。在Verilog中，UART通信通常涉及到以下几个关键模块： 1. **时钟信号（clock）**：UART通信的基础是时钟信号，这里的`clock`输入表示系统时钟，通常为48MHz。在UART设计中，时钟信号被用来同步接收和发送过程。 2. **接收数据线（RXD）**：`RXD`是串行输入信号，用于接收来自外部设备的数据。在Verilog中，这通常通过一个寄存器来暂存接收到的数据。 3. **发送数据线（TXD）**：`TXD`是串行输出信号，用于向外部设备发送数据。在这里，`TXD`被声明为一个输出，表示UART测试模块将通过此端口发送数据。 4. **状态标志（RI, TI, WR）**：UART通信中的状态标志用于指示数据的接收、发送和写入状态。例如，`RI`表示接收中断，当有新数据到达时变为高电平；`TI`表示发送中断，数据发送完成后变为高电平；`WR`表示写使能，控制数据写入到UART的移位寄存器。 5. **时钟分频（clk_send, clk_rec）**：UART通信通常需要较低的波特率，比如9600bps，而系统时钟频率（如48MHz）远高于这个值。因此，需要对系统时钟进行分频，生成适合UART通信的波特率。在示例代码中，`clk_send`和`clk_rec`分别代表发送和接收的波特率时钟。 6. **数据寄存器（senddata, recdata）**：`senddata`用于存储待发送的数据，而`recdata`则用于接收并存储接收到的数据。它们都是8位宽，因为UART通常以8位数据帧的形式传输数据。 7. **状态寄存器（WR_R1, WR_R2, WR_R3）**：在示例代码中，使用了三个寄存器`WR_R1`, `WR_R2`, `WR_R3`来实现状态检测。这是一个简单的三态延迟电路，用于生成`WR`信号，该信号用于控制数据的写入。 8. **代码段（always block）**：Verilog的`always`块用于描述时序逻辑，这里的`always @(posedge clk_send)`块在时钟的上升沿触发，更新状态寄存器，并通过逻辑运算生成`WR`信号。 在实际的UART设计中，还需要考虑其他因素，例如波特率生成、数据帧的起始位、停止位、校验位的处理，以及错误检测等。在上述代码中，虽然没有具体实现这些细节，但已给出了UART通信的基础框架，可以在此基础上扩展和完善。