NEXYS 3开发板练手--USB UART(二)

　　上一篇文章中提到实际上我们操作的只是一个“伪”USB协议，我们真正需要完成的收发机遵循的协议应该是异步串行通信协议。这个协议对于大家来说应该是再熟悉不过了，在这里我就不多废话了。需要说明的是，我在这个DEMO里采用的数据帧格式是：8bits数据位，1bits停止位，无奇偶校验，波特率为9600。

　　首先我们要实现一个单纯的发送机，要求它能接收输入口上的7位ASCII编码，然后将它不停的发送出去。它可以由下面这个状态机完成：

　　状态1----空闲状态，等待并复位，当发送标志置位时转到状态2；

　　状态2----准备，并转到状态3；

　　状态3----一帧数据导入，将输入口的数据读入，并前后加上起始位和停止位，转入状态4；

　　状态4----数据发送，将一帧10bits的数据按9600波特率串行发送出去,当完成10bits数据发送后，回到状态1。

　　按照这个状态机，我设计出下面这个模块：

 `timescale 1ns / 1ps
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 // Company:
 // Engineer:
 //
 // Create Date:    23:24:03 11/11/2013
 // Design Name:
 // Module Name:    USB_UART
 // Project Name:
 // Target Devices:
 // Tool versions:
 // Description:
 //
 // Dependencies:
 //
 // Revision:
 // Revision 0.01 - File Created
 // Additional Comments:
 //
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 module USB_UART(
     clk,
     data,
     send,
     tx,
     busy,
     led
     );

 input clk,send;
 input [:] data;
 output reg tx,busy;
 output [:] led;

 assign led = data;
 //状态机状态定义
 parameter Idel = 'b00,//空闲状态
              Rdy = 'b01,//数据准备完成
              LoadByte = 'b10,//数据传入
              SendBit = 'b11;//数据发送

 reg [:] BspClkReg;//波特率分频计数
 reg BspClk;//波特率时钟

 reg [:] tx_data;//发送的数据，加上起始位和停止位
 reg [:] tx_byte_count;//发送位数计数

 reg [:] state;//,next_state;//状态寄存器

 //波特率分频模块，100M/10416
 always@(posedge clk)
 begin
     BspClkReg <= BspClkReg + ;
     if(BspClkReg == )
     begin
         BspClkReg <= ;
         BspClk <= ~BspClk;
     end
 end

 always@(posedge BspClk)
 begin
     case(state)
         Idel         : begin
                         tx <= ;
                         busy <= ;
                         tx_byte_count <= ;
                         if(~send) state <= Rdy;
                         end
         Rdy          : begin
                         tx_byte_count <= ;
                         tx <= ;
                         busy <= ;
                         state <= LoadByte;
                         end
         LoadByte    : begin
                         tx_data <= {'b1,data,1'b0};
                         tx <= ;
                         busy <= ;
                         state <= SendBit;
                         end
         SendBit    : begin
                         tx <= tx_data[];
                         busy <= ;
                         tx_data <= tx_data >> ;
                         tx_byte_count <= tx_byte_count + ;
                         if(tx_byte_count == )
                             state <= Idel;
                         else
                             state <= SendBit;
                         end
     endcase
 end

 endmodule

　　然后我将输入数据口接到板子上的8个拨码开关上，即当要发送字符“A”的时候，拨码开关拨为01000001（65），这个时候电脑上的超级终端能接收到板子上连续发来的字符“A”（注意要设置好超级终端上的数据格式和波特率，端口应该为自己电脑上虚拟出来的那个端口号，也可以用串口调试助手接收）：

　　　　　　　　　　　　　　　　

　　如果只是想简单的了解USB UART的工作原理，我们的工作到这就可以结束了。但是如果从实际应用的角度出发，我们这个DEMO是失败的，因为在实际应用中，我们不可能每发送一个字符就手动设置一次，也不可能让一个字符如此无止尽的发送下去，我们需要的是一个可控的发送机，就像Digilent官网上的DEMO，可以可控的发送特定的字符串。对于这个问题，我将在下一篇文章中继续完成。