FPGA与单片机RS232串口通信设计及VHDL实现

"单片机与DSP中的FPGA与单片机实现数据RS232串口通信的设计" 本文探讨了在高速数据采集系统中，如何利用FPGA（Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）与单片机进行数据串行通信，以解决FPGA在数据处理上的局限性。设计遵循RS232通信协议，确保了通信的兼容性和广泛适用性。 首先，文章介绍了背景，指出FPGA在高速采集系统中的广泛应用，但其数据处理能力相对较弱，因此需要借助其他处理器（如单片机）进行更复杂的数据处理。这种需求促进了FPGA与其他CPU系统间数据通信的需求。 设计的核心是通过VHDL（VHSIC Hardware Description Language，超高速集成电路硬件描述语言）实现FPGA与单片机的串口异步通信。整个系统采用了模块化设计，主要包括四个部分：FPGA数据发送模块、FPGA波特率发生控制模块、FPGA总体接口模块以及单片机数据接收模块。 详细讨论了FPGA数据发送模块的设计。该模块遵循RS232的帧格式，每帧包含1位起始位、8位数据位、1位奇校验位和1位停止位，波特率为2400。数据发送策略是将16位数据分为高位帧和低位帧，先发送低位帧，再发送高位帧。在传输前，会附加文件头（555555）和数据长度信息，当单片机检测到文件头后，才会接收后续的数据并进行奇校验。如果校验正确，单片机会存储并处理接收到的数据，数据长度可根据实际需求调整。 波特率的设定是通过计算分频系数完成的，公式为X = CLK / (BOUND * 2)，其中CLK为时钟频率，BOUND为期望的波特率。此公式允许灵活地配置所需的不同波特率。 VHDL源代码未在摘要中给出，但在完整的文章中，这部分通常会详细列出实现上述功能的逻辑操作和状态机设计，以确保数据的准确无误传输。 这篇文章提供了一种实用的方法，通过FPGA与单片机的串口通信来增强高速数据采集系统的处理能力，为类似应用场景提供了有价值的参考和实现方案。