FPGA怎么用UART实现 UART实现原理

`UART 主要由 UART 内核、信号监测器、移位寄存器、波特率发生器、计数器、总线选择器和奇偶校验器总共 7 个模块组成，如图 5-5 所示。

图 5-5 UART 实现原理图

UART 各个模块的功能如下。

1．UART 内核模块

UART 内核模块是整个设计的核心。在数据接收时，UART 内核模块负责控制波特率发生器和移位寄存器，使得移位寄存器在波特率时钟的驱动下同步地接收并且保存 RS-232 接收端口上的串行数据。在数据发送时，UART 内核模块首先根据待发送的数据和奇偶校验位的设置产生完整的发送序列（包括起始位、数据位、奇偶校验位和停止位），之后控制移位寄存器将序列加载到移位寄存器的内部寄存器里，最后再控制波特率发生器驱动移位寄存器将数据串行输出。

2．信号监测器模块

信号监测器用于对 RS-232 的输入信号进行实时监测，一旦发现新的数据则立即通知 UART内核。





3．移位寄存器模块

移位寄存器的作用是存储输入或者输出的数据。当 UART 接收 RS-232 输入时，移位寄存器在波特率模式下采集 RS-232 输入信号，并且保存结果；当 UART 进行 RS-232 输出时，UART 内核首先将数据加载到移位寄存器内，再使移位寄存器在波特率模式下将数据输出到 RS-232 输出端口上。





4．波特率发生器模块

由于 RS-232 传输必定是工作在某种波特率下，比如 9600，为了便于和 RS-232 总线进行同步，需要产生符合 RS-232 传输波特率的时钟，这就是波特率发生器的功能。

5．奇偶校验器模块

奇偶校验器的功能是根据奇偶校验的设置和输入数据计算出相应的奇偶校验位，它是通过纯组合逻辑实现的。

6．总线选择模块

总线选择模块用于选择奇偶校验器的输入是数据发送总线还是数据接收总线。在接收数据时，总线选择模块将数据接收总线连接到奇偶校验器的输入端，来检查已接收数据的奇偶校验位是否正确；而在发送数据时，总线选择模块将数据发送总线连接到奇偶校验器的输入端，UART内核模块就能够获取并且保存待发送序列所需的奇偶校验位了。

7．计数器模块

计数器模块的功能是记录串行数据发送或者接收的数目，在计数到某数值时通知 UART 内核模块。`

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