UART串口通信与CPLD实现

"该资源提供了一个串行通信UART（通用异步收发传输器）的实例程序，适用于集成电路课程设计。程序旨在验证与PC机之间的基本串口通信功能，需要配合PC上的串口调试工具进行测试。程序实现了一个收发10位数据的串口控制器（含1位起始位、8位数据位和1位停止位），并可通过调整div_par参数改变波特率。当前设置的div_par值为0x104，对应波特率为9600。通信同步通过8倍波特率的时钟实现，每个bit周期被划分为8个时隙。程序在全双工模式下运行，当按下SW0键，CPLD（复杂可编程逻辑器件）向PC发送"welcome"字符串，PC则能向CPLD发送0-F的十六进制数据，显示在7段数码管上。" 详细解释： 串行通信UART是一种广泛用于设备间通信的技术，它通过一条数据线传输数据，既可以发送数据也可以接收数据，因此称为全双工通信。在这个实例程序中，UART被设计用来与PC进行交互，验证其基本功能。程序的核心在于波特率的设置和数据的收发控制。 首先，波特率是衡量串行通信速率的指标，通常以比特每秒（bps）表示。在这个程序中，波特率由div_par参数确定，初始设定为0x104，对应9600bps。为了确保通信同步，程序使用了一个8倍波特率的时钟，将每个bit的传输时间分成8个时隙。这样，发送和接收端可以根据时隙计数来精确地定位数据位的位置，确保数据的正确传输。 UART实体定义了几个关键的输入和输出信号，包括： - clk：系统时钟，用于驱动整个UART模块。 - rst：复位信号，用于初始化内部状态。 - rxd：串行数据接收端，接收来自PC的数据。 - txd：串行数据发送端，向PC发送数据。 - en：数码管使能信号，用于驱动数码管显示接收到的数据。 - seg_data：数码管数据信号，包含了要显示在数码管上的字符代码。 - key_input：按键输入，当按下SW0时触发数据发送。 在架构部分，程序使用了一些内部寄存器来跟踪波特率分频（div_reg）、发送时的时隙位置（div8_tras_reg）和接收时的时隙位置（div8_rec_reg）。state_tras信号可能用于表示UART在发送过程中的不同状态，如空闲、发送数据等。 这个UART实例程序展示了如何实现一个简单的串行通信接口，包括波特率的设定、数据帧格式的配置以及数据的同步传输。通过与PC的交互，它提供了一个实际应用中的通信验证平台，有助于理解和掌握UART的工作原理和设计方法。