【基本知识】UART接口
1.简介
（1）UART一种通用异步串口数据总线，最低采用两路信号（TX/RX）即可实现全双工通信，十分简单；
（2）UART采用LSB模式传输，串口数据传输格式如下图所示：
起始位：长度为1位的时间，用于表示发送字符的开始；
数据位：长度长度不固定，一般是8位；
校验位：可以加也可以不加。
停止位：一般是1位、1.5位、2位长度，用于告知接收端字符传输结束；
（3）每个字符的发送都需要有起始位和停止位，对于连续数据也是如此；
2.内部结构
3.实现
发送模块代码如下：
module uart_tx_path #
(
parameter BAUD_DIV = 'd9, //baud
parameter BAUD_DIV_CAP = 'd4 //baud capture point
)
(
input clk, //main clk
input rst_n, //reset
input uart_tx_en, //send one byte data enable
input[:] uart_tx_byte, //one byte data
output uart_txd, //the txd pin
output uart_tx_done //send one byte data done
); //------------------------- Baud rate generator -------------------------
reg[:] cnt_baud_div;
reg baud_cap;
reg baud_start; always@(posedge clk or negedge rst_n)
begin
if(!rst_n) begin
cnt_baud_div <= 'd0;
end
else begin
if(baud_start) begin
if(cnt_baud_div >= BAUD_DIV) begin
cnt_baud_div <= 'd0;
end
else begin
cnt_baud_div <= cnt_baud_div + 'b1;
end
end
else begin
cnt_baud_div <= 'd0;
end
end
end always@(posedge clk or negedge rst_n)
begin
if(!rst_n) begin
baud_cap <= 'b0;
end
else begin
if(cnt_baud_div==BAUD_DIV_CAP) begin
baud_cap <= 'b1;
end
else begin
baud_cap <= 'b0;
end
end
end //-------------------------capture the uart_tx_en posedge-------------------------
reg uart_tx_en_r0,uart_tx_en_r1;
wire uart_tx_en_p; always@(posedge clk or negedge rst_n)
begin
if(!rst_n) begin
uart_tx_en_r0 <= 'b0; //uart_tx_en of the idle state is low
uart_tx_en_r1 <= 'b0;
end
else begin
uart_tx_en_r0 <= uart_tx_en;
uart_tx_en_r1 <= uart_tx_en_r0;
end
end assign uart_tx_en_p = (~uart_tx_en_r1 & uart_tx_en_r0)? 'b1:1'b0; //capture the uart_tx_en posedge //------------------------- capture the txd data -------------------------
localparam TX_IDLE = 'b0;
localparam TX_WORK = 'b1; reg state_tx;
reg uart_tx_done_r;
reg[:] send_data;
reg[:] tx_bit; always@(posedge clk or negedge rst_n)
begin
if(!rst_n) begin
state_tx <= TX_IDLE;
send_data <= 'b1111_1111_11;
uart_tx_done_r <= 'b0;
end
else begin
case(state_tx)
TX_IDLE: if(uart_tx_en_p) begin
baud_start <= 'b1;
send_data <= {'b1,uart_tx_byte,1'b0};
state_tx <= TX_WORK;
uart_tx_done_r <= 'b0;
end
else begin
baud_start <= 'b0;
send_data <= 'b1111_1111_11;
state_tx <= TX_IDLE;
uart_tx_done_r <= 'b0;
end
TX_WORK: if(tx_bit == 'd10) begin
baud_start <= 'b1;
send_data <= 'b1111_1111_11;
state_tx <= TX_WORK;
uart_tx_done_r <= 'b0;
end
else if(tx_bit>='d11) begin
baud_start <= 'b0;
send_data <= 'b1111_1111_11;
state_tx <= TX_IDLE;
uart_tx_done_r <= 'b1;
end
else begin
baud_start <= 'b1;
send_data <= send_data;
state_tx <= TX_WORK;
uart_tx_done_r <= 'b0;
end
default: ;
endcase
end
end
//------------------------- the uart txd work -------------------------
reg uart_txd_r; always@(posedge clk or negedge rst_n)
begin
if(!rst_n) begin
uart_txd_r <= 'b1; //uart_txd of the idle state is high
tx_bit <= 'd0;
end
else begin
if(state_tx == TX_WORK) begin
if(baud_cap) begin
if (tx_bit <= 'd9)
uart_txd_r <= send_data[tx_bit];
else
uart_txd_r <= 'b1;
tx_bit <= tx_bit + 'b1;
end
else begin
uart_txd_r <= uart_txd_r;
tx_bit <= tx_bit;
end
end
else begin
uart_txd_r <= 'b1;
tx_bit <= 'd0;
end
end
end assign uart_tx_done = uart_tx_done_r;
assign uart_txd = uart_txd_r; endmodule
UART_TX_PATH
接收模块代码如下：
module uart_rx_path #
(
parameter BAUD_DIV = 'd9, //baud
parameter BAUD_DIV_CAP = 'd4 //baud capture point
)
(
input clk, //main clk
input rst_n, //reset
input uart_rxd, //the rxd pin
output uart_rx_done, //receive one byte data done
output[:] uart_rx_byte //one byte data
); //------------------------- Baud rate generator -------------------------
reg[:] cnt_baud_div;
reg baud_cap;
reg baud_start; always@(posedge clk or negedge rst_n)
begin
if(!rst_n) begin
cnt_baud_div <= 'd0;
end
else begin
if(baud_start) begin
if(cnt_baud_div >= BAUD_DIV) begin
cnt_baud_div <= 'd0;
end
else begin
cnt_baud_div <= cnt_baud_div + 'b1;
end
end
else begin
cnt_baud_div <= 'd0;
end
end
end always@(posedge clk or negedge rst_n)
begin
if(!rst_n) begin
baud_cap <= 'b0;
end
else begin
if(cnt_baud_div==BAUD_DIV_CAP) begin
baud_cap <= 'b1;
end
else begin
baud_cap <= 'b0;
end
end
end //------------------------- capture the uart start bit -------------------------
reg uart_rxd_r0,uart_rxd_r1,uart_rxd_r2,uart_rxd_r3;
wire uart_rxd_n; always@(posedge clk or negedge rst_n)
begin
if(!rst_n) begin
uart_rxd_r0 <= 'b1; //uart_rxd of the idle state is high
uart_rxd_r1 <= 'b1;
uart_rxd_r2 <= 'b1;
uart_rxd_r3 <= 'b1;
end
else begin
uart_rxd_r0 <= uart_rxd;
uart_rxd_r1 <= uart_rxd_r0;
uart_rxd_r2 <= uart_rxd_r1;
uart_rxd_r3 <= uart_rxd_r2;
end
end assign uart_rxd_n = (uart_rxd_r3 & uart_rxd_r2 & ~uart_rxd_r1 & ~uart_rxd_r0)? 'b1 : 1'b0; //capture the uart_rxd negedge //------------------------- the uart rxd work -------------------------
localparam[:] UART_IDLE = 'd0; //IDLE
localparam[:] UART_START= 'd1; //START BIT
localparam[:] UART_BIT0 = 'd2; //BIT0
localparam[:] UART_BIT1 = 'd3; //BIT1
localparam[:] UART_BIT2 = 'd4; //BIT2
localparam[:] UART_BIT3 = 'd5; //BIT3
localparam[:] UART_BIT4 = 'd6; //BIT4
localparam[:] UART_BIT5 = 'd7; //BIT5
localparam[:] UART_BIT6 = 'd8; //BIT6
localparam[:] UART_BIT7 = 'd9; //BIT7
localparam[:] UART_STOP = 'd10; //STOP BIT reg[:] state_rx;
reg uart_rx_done_r;
reg[:] uart_rx_byte_r0;
reg[:] uart_rx_byte_r1; always@(posedge clk or negedge rst_n)
begin
if(!rst_n) begin
state_rx <= UART_IDLE;
uart_rx_done_r <= 'b0;
uart_rx_byte_r0 <= 'd0;
uart_rx_byte_r1 <= 'd0;
baud_start <= 'b0;
end
else begin
case(state_rx)
UART_IDLE: if(uart_rxd_n) begin
uart_rx_done_r <= 'b0;
baud_start <= 'b1;
state_rx <= UART_START;
end
else begin
uart_rx_done_r <= 'b0;
baud_start <= 'b0;
state_rx <= UART_IDLE;
end
UART_START: if(baud_cap) begin
state_rx <= UART_BIT0;
end
else begin
state_rx <= UART_START;
end
UART_BIT0: if(baud_cap) begin
uart_rx_byte_r0[] <= uart_rxd;
state_rx <= UART_BIT1;
end
else begin
uart_rx_byte_r0 <= uart_rx_byte_r0;
state_rx <= UART_BIT0;
end
UART_BIT1: if(baud_cap) begin
uart_rx_byte_r0[] <= uart_rxd;
state_rx <= UART_BIT2;
end
else begin
uart_rx_byte_r0 <= uart_rx_byte_r0;
state_rx <= UART_BIT1;
end
UART_BIT2: if(baud_cap) begin
uart_rx_byte_r0[] <= uart_rxd;
state_rx <= UART_BIT3;
end
else begin
uart_rx_byte_r0 <= uart_rx_byte_r0;
state_rx <= UART_BIT2;
end
UART_BIT3: if(baud_cap) begin
uart_rx_byte_r0[] <= uart_rxd;
state_rx <= UART_BIT4;
end
else begin
uart_rx_byte_r0 <= uart_rx_byte_r0;
state_rx <= UART_BIT3;
end
UART_BIT4: if(baud_cap) begin
uart_rx_byte_r0[] <= uart_rxd;
state_rx <= UART_BIT5;
end
else begin
uart_rx_byte_r0 <= uart_rx_byte_r0;
state_rx <= UART_BIT4;
end
UART_BIT5: if(baud_cap) begin
uart_rx_byte_r0[] <= uart_rxd;
state_rx <= UART_BIT6;
end
else begin
uart_rx_byte_r0 <= uart_rx_byte_r0;
state_rx <= UART_BIT5;
end
UART_BIT6: if(baud_cap) begin
uart_rx_byte_r0[] <= uart_rxd;
state_rx <= UART_BIT7;
end
else begin
uart_rx_byte_r0 <= uart_rx_byte_r0;
state_rx <= UART_BIT6;
end
UART_BIT7: if(baud_cap) begin
uart_rx_byte_r0[] <= uart_rxd;
state_rx <= UART_STOP;
end
else begin
uart_rx_byte_r0 <= uart_rx_byte_r0;
state_rx <= UART_BIT7;
end
UART_STOP: if(baud_cap) begin
uart_rx_done_r <= 'b1;
uart_rx_byte_r1 <= uart_rx_byte_r0;
baud_start <= 'b0;
state_rx <= UART_IDLE;
end
else begin
uart_rx_done_r <= 'b0;
uart_rx_byte_r1 <= uart_rx_byte_r1;
baud_start <= 'b1;
state_rx <= UART_STOP;
end
default: state_rx <= UART_IDLE;
endcase
end
end assign uart_rx_done = uart_rx_done_r;
assign uart_rx_byte = uart_rx_byte_r1;
endmodule
UART_RX_PATH
4.参考资料
《通信IC设计》 李庆华著
【基本知识】UART接口的更多相关文章
- UART接口基本知识
Universal asynchronous transciever即同一异步收发器,也就是我们平时所说的串口,是一种最简单,最基本的通信接口. 通信接口按照不同的标准有不同的分类,常见的有同步或异步 ...
- 【原创】FPGA开发手记（一） UART接口
以下内容均以Xilinx的Nexys3作为开发板 1. UART简介 UART(即Universal Asynchronous Receiver Transmitter 通用异步收发器)是广泛使用的串 ...
- UART接口
1.UART UART(Universal Asynchronous Receiver and Transmitter)通用异步收发器(异步串行通信口),是一种通用的数据通信协议,它包括了RS232. ...
- UART接口与COM口的区别
原文地址:https://blog.csdn.net/wordwarwordwar/article/details/78883732 简单的讲:(UART与COM) 嵌入式里面说的串口,一般是指UAR ...
- UART接口介绍
1. 简介 UART, Universal Asynchronous Receiver-Transmitter, 通用异步收发传输器 UART协议规定了通信双方所遵守的规定,属于数据链路层RS232接 ...
- uart接口介绍和认识
接口/总线/驱动 UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) 通用异步收发器. UART是用于控制计算机与串行设备的芯片.有一点要注意的是,它 ...
- Cypress的开发板的UART接口打印调试信息
说实话,在官方论坛现在还没有找到相关有用的消息,因为我们这个开发板的UART没引出来. http://www.cypress.com/?app=forum&id=167&rID=527 ...
- MVVM设计模式基础知识--ICommand接口
命令是 Windows Presentation Foundation (WPF) 中的输入机制,它提供的输入处理比设备输入具有更高的语义级别. 命令有若干用途: 第一个用途是将语义以及调用命令的对象 ...
- UART Explained(转载)
做嵌入式开发,UART几乎是必不可少的,调试串口.GPS.GPRS.Bluetooth等模块很多都是用的UART接口.时下火热的IoT也不乏UART的身影,串口的BLE.WIFI.Zigbee.Lor ...
随机推荐
- [Android] Android studio gradle 插件的版本号和 gradle 的版本号 的对应关系
[Android] Android studio gradle 插件的版本号和 gradle 的版本号 的对应关系 本博客地址: wukong1688 本文原文地址:https://www.cnblo ...
- Nginx+Php-fpm运行原理 代理与反向代理
一.代理与反向代理 现实生活中的例子 1.正向代理:访问google.com 如上图,因为google被墙,我们需要vpnFQ才能访问google.com.Virtual Private Networ ...
- 洛谷 P2356 【弹珠游戏】题解
自我感觉应该没有用结构体做的吧 这道题其实非常水 很适合初学贪心的同学做一下 我好像没有用贪心做,嘻嘻 首先先读题, 题目中说这个游戏只能消灭当前所在位置的行.列的敌人 首先特判一下: if(tt== ...
- WIFI万能钥匙面试引出上线注意事项
WEB应用上线程序员注意事项: 单元测试 前后端联调 界面和用户体验 DEBUG 性能 SEO 安全性
- JavaScript语法-流程控制语句
一.JavaScript特殊语法 JS特殊语法: 1. 语句以;结尾,如果一行只有一条语句则 ;可以省略 (不建议) 2. 变量的定义使用var关键字,也可以不使用 * 用: 定义的变量是局部变量 * ...
- join的用法
var array = ['周欢', '周圆圈'] var str = array.join(' ') console.log(str) // 周欢 周圆圈 join()的括号里面的表示的是分隔符号
- myeclipse的安装与破解
myeclipe安装和破解一直困扰我很长时间,我又是尴尬症的人,不破解就是不行,花费一天时间终于搞定是怎么破解的. 一:首先myeclipse的官方下载网站www.myeclipsecn.com/do ...
- 《Maven实战》整理
一.maven介绍 Maven是优秀的构建工具,能够帮我们自动化构建过程,从清理.编译.测试到生成报告,再到打包和部署. Maven能帮助我们标准化构建过程.在Maven之前,十个项目可能有十种构建方 ...
- Java编程思想之二 一切都是对象
2.1 用引用操作对象 每种编程语言都有自己的操作内存中元素的方式. 在Java中,一切都可以视为对象,因此可以采用单一的固定语法. 2.2 必须由你创建所有对象 一旦创建一个引用,就希望它能与一个新 ...
- javascript的Map使用
setExpenseAndAmountSum: function() { var detailList = vehicleVueObj.vehicleData; var expenseAmountSu ...