怎样去解决stm32和FPGA串口通信的问题呢

如何去实现STM32f1的串口接收程序呢？
怎样去解决stm32和FPGA串口通信的问题呢？

郝汉

2021-12-6 14:42:15

最近在做低频数字式相位测量仪，很多人都是卡在stm32和fpga串口通信上，还有相位差的测量，下面讲讲通信的解决办法！fpga部分用了某位大神的串口通信模块进行参考（module tx_module，module tx_control_module，module tx_bps_module，module uartsent），然后自己写了stm32f1精英版的串口接收程序。

  *************************************************************************************************************************************************特别注意Do_sig 和start_sig，Done_sig。Do_sig是发送信号，每当监测到时钟上升沿时开始发送数据；start_sig是开始进行测量信号，由stm32f1引脚提供（低电平有效）无此信号fpga不进行测量；Done_sig是计数完成信号，不需要也没事。
  *************************************************************************************************************************************************
  1、fpga部分

module uartsent
(
input CLK_25M, //PLL CLK 25M
input RSTn, //系统复位低电平有效  SYS Reset

input Do_sig, //开始发送信号

input [31:0] fxCnt, //输入信号计数寄存器
input [31:0] fBaseCnt,
input [31:0] DutyCnt,
input [31:0] o_data,       //相位差测量数据

output TX_Pin_Out //  连接STM32串口；
);

wire isDone; //tx_module发出了信号
reg rEN =    1'b0; //发送使能

reg [7:0] Data[15:0];    //发送数据缓冲区
reg [5:0] i=6'd0;          //Send state声明
reg [7:0] data;       //发送给txmodule的数据

tx_module U0_tx
      (
.CLK_25M (CLK_25M ),
.RSTn    (RSTn    ),
.TX_Data    (data    ),
.TX_En_Sig (rEN    ),
.TX_Done_Sig (isDone    ),
.TX_Pin_Out (TX_Pin_Out )
      );


// 调用txmodule发送测量数据
always@(posedge CLK_25M or posedge Do_sig) //只要25M时钟或者开始发送信号上升沿时
begin
if(Do_sig) //Do_sig等于1时开始执行
   begin //将数据全部转移数据到临时表
Data[15] <= DutyCnt [31:24]; //转移数据到临时表
Data[14] <= DutyCnt [23:16]; //Data[15:12] 占空比数据
Data[13] <= DutyCnt [15:8 ];
Data[12] <= DutyCnt [7 :0 ];

Data[11] <= o_data    [31:24];    //Data[11: 8]delay data时间间隔数据
Data[10] <= o_data    [23:16];
Data[9] <= o_data    [15:8 ];
Data[8]  <= o_data    [7 :0 ];

Data[7] <= fxCnt    [31:24]; //Data[7:4]
Data[6]  <= fxCnt    [23:16];
Data[5] <= fxCnt    [15:8 ];
Data[4] <= fxCnt    [7 :0 ];

Data[3] <= fBaseCnt    [31:24]; //Data[7:4]
Data[2] <= fBaseCnt    [23:16];
Data[1]  <= fBaseCnt    [15:8 ];
Data[0]  <= fBaseCnt    [7 :0 ]; //8位2进制数
i    <=    1'b1;       //状态更改发送状态，转移完，i=1
   end
   else
   begin
   if(rEN == 1'b0 && i>= 1'b1)    //当不使能时且i=1时即将数据全部转移数据到临时表完成后
   begin
   case(i)//：txmodule启动信号    状态是发送状态

6'd 1  : begin data <= Data[15];  rEN <= 1'b1;  i <= i +1'b1; end //
6'd 2  : begin data <= Data[14];  rEN <= 1'b1;  i <= i +1'b1; end
6'd 3  : begin data <= Data[13];  rEN <= 1'b1;  i <= i +1'b1; end
6'd 4  : begin data <= Data[12];  rEN <= 1'b1;  i <= i +1'b1; end
6'd 5  : begin data <= Data[11];  rEN <= 1'b1;  i <= i +1'b1; end
6'd 6  : begin data <= Data[10];  rEN <= 1'b1;  i <= i +1'b1; end
6'd 7  : begin data <= Data[9 ];  rEN <= 1'b1;  i <= i +1'b1; end
6'd 8  : begin data <= Data[8 ];  rEN <= 1'b1;  i <= i +1'b1; end

6'd 9  : begin data <= Data[7 ];  rEN <= 1'b1;  i <= i +1'b1; end
6'd10  : begin data <= Data[6 ];  rEN <= 1'b1;  i <= i +1'b1; end
6'd11  : begin data <= Data[5 ];  rEN <= 1'b1;  i <= i +1'b1; end
6'd12  : begin data <= Data[4 ];  rEN <= 1'b1;  i <= i +1'b1; end
6'd13  : begin data <= Data[3 ];  rEN <= 1'b1;  i <= i +1'b1; end
6'd14  : begin data <= Data[2 ];  rEN <= 1'b1;  i <= i +1'b1; end
6'd15  : begin data <= Data[1 ];  rEN <= 1'b1;  i <= i +1'b1; end
6'd16  : begin data <= Data[0 ];  rEN <= 1'b1;  i <= i +1'b1; end
6'd17  : begin data <= 8'hf ; rEN <= 1'b1;  i <= i +1'b1; end
                                                                                                                              //发送模式验证码，等于测试freq，MCU(stm32)
6'd18  : begin data <= 8'hd ; rEN <= 1'b1;  i <= i +1'b1; end
6'd19  : begin data <= 8'ha ; rEN <= 1'b1;  i <= i +1'b1; end
6'd20  :    i <= 1'b0;  //发送完i=0

endcase
   end
   if(isDone == 1'b1)
   begin
rEN <=1'b0;                      //：确定txmodule启动信号只有一个clk脉冲
   end
         end
   end

endmodule

//Found from the internet, verify OK
module tx_module
(
CLK_25M,
   RSTn,
   TX_Data,
   TX_En_Sig,
   TX_Done_Sig,
   TX_Pin_Out
);

   input CLK_25M;
   input RSTn;
   input [7:0]TX_Data;//来自top_uartsent
   input TX_En_Sig;
   output TX_Done_Sig;
   output TX_Pin_Out;


   /********************************/

   wire BPS_CLK;

   tx_bps_module U1
   (
      .CLK_25M( CLK_25M ),
.RSTn( RSTn ),
.Count_Sig( TX_En_Sig ), // input - from U2
.BPS_CLK( BPS_CLK )       // output - to U2
   );

   /*********************************/

   tx_control_module U2
   (
      .CLK_25M( CLK_25M ),
.RSTn( RSTn ),
.TX_En_Sig( TX_En_Sig ), // input - from top
.TX_Data( TX_Data ),       // input - from top
.BPS_CLK( BPS_CLK ),       // input - from U2
.TX_Done_Sig( TX_Done_Sig ),  // output - to top
.TX_Pin_Out( TX_Pin_Out )    // output - to top
   );

   /***********************************/

endmodule

//Found from the internet, verify OK
module tx_control_module
(
CLK_25M,
   RSTn,
   TX_En_Sig,  //发送使能信号
   TX_Data,
   BPS_CLK,
TX_Done_Sig,
   TX_Pin_Out

);

input CLK_25M;
   input RSTn;

   input TX_En_Sig;    //发送使能信号
   input [7:0]TX_Data;
   input BPS_CLK;    //时钟 bps-每秒传送位数（bits per second）；字节/秒（bytes per second）

   output TX_Done_Sig;  //发送完成信号
   output TX_Pin_Out; //发送引脚

   /********************************************************/

   reg [3:0]i;
   reg rTX;
   reg isDone;

   always @ ( posedge CLK_25M or negedge RSTn )
   begin
      if( !RSTn )
      begin
            i <= 4'd0;  //0000
   rTX <= 1'b1;  //1
   isDone <= 1'b0;//0
end
   else if( TX_En_Sig )  //发送使能信号
case ( i )    //四位二进制数
   4'd0 :
   if( BPS_CLK ) begin i <= i + 1'b1; rTX <= 1'b0; end

   4'd1, 4'd2, 4'd3, 4'd4, 4'd5, 4'd6, 4'd7, 4'd8 :
   if( BPS_CLK ) begin i <= i + 1'b1; rTX <= TX_Data[ i - 1 ]; end

   4'd9 :
   if( BPS_CLK ) begin i <= i + 1'b1; rTX <= 1'b1; end

   4'd10 :
   if( BPS_CLK ) begin i <= i + 1'b1; rTX <= 1'b1; end

   4'd11 :
   if( BPS_CLK ) begin i <= i + 1'b1; isDone <= 1'b1; end

   4'd12 :
   begin i <= 1'b0; isDone <= 1'b0; end

endcase
   end
/********************************************************/

   assign TX_Pin_Out = rTX;
   assign TX_Done_Sig = isDone;

   /*********************************************************/

endmodule

高敏兰

2021-12-6 14:42:18

//（国赛fpga）
//时钟 bps-每秒传送位数（bits per second）；字节/秒（bytes per second）
//Found from the internet, verify OK
module tx_bps_module
(
CLK_25M,
   RSTn,
   Count_Sig,
   BPS_CLK
);

input CLK_25M;
   input RSTn;
   input Count_Sig;
   output BPS_CLK;

   /*************Count_BPS = CLK / wish bps************* */

   reg [11:0]Count_BPS;  //12位

   always @ ( posedge CLK_25M or negedge RSTn )//当25M上升沿到来或者复位
   begin
      if( !RSTn )
      Count_BPS <= 12'd0;
   else if( Count_BPS == 12'd2604 )  //25M/2604=9600波特率
//测试暂用
//    else if( Count_BPS == 12'd80 )  //25M/2604=9600波特率

            Count_BPS <= 12'd0;
         else if( Count_Sig)       // Count_BPS <= 12'd2604
               Count_BPS <= Count_BPS + 1'b1;
               else
               Count_BPS <= 12'd0;
end
   /********************************/

assign BPS_CLK = ( Count_BPS == 12'd1302 ) ? 1'b1 : 1'b0;
/*********************************/
endmodule
顶层文件
//频率测量模块实例化
mesureFreq U1_mesure_things
(
.CLK_25M (CLK_25M    ), //系统时钟，默认25M
.fxA (fxA          ), //被测信号--- 来自顶层
.fxB    (fxB       ), //基准信号--- 来自顶层
.CLK_200M (CLK_200M    ), //200M时钟
.Start_sig (Start_sig    ), //测量开始信号
.fxCnt (fxCnt    ), //被测信号计数个数
.fBaseCnt (fBaseCnt    ), //基准信号计数个数
.DutyCnt    (DutyCnt    ), //占空比计数个数
.DelayCnt (DelayCnt ), //时间间隔计数个数
.Done_sig (Cnt_done_sig), //计数完成信号
.LED    (LED    )  //LED       到顶层
);
2、STM32部分
串口接收

//串口1中断处理函数
void USART1_IRQHandler(void)
{
unsigned char res;

if(USART1->SR&(1<<5))//接收到数据
{
res=USART1->DR;
if((USART_RX_STA&0x80)==0)//接收未完成
{
if(USART_RX_STA&0x40)//接收到了0x0d
{
if(res!=0x0a)
USART_RX_STA=0;//接收错误,重新开始
else
{
USART_RX_STA|=0x80; //接收完成了
// showhz32str(0,600,"接收完成",BLACK,GREEN);
// printf("%srn",USART_RX_BUF);
}
}
else //还没收到0X0D
{
if(res==0x0d)
{
USART_RX_BUF[USART_RX_STA]=0;
USART_RX_STA|=0x40;
}
else
{
USART_RX_BUF[USART_RX_STA]=res;
USART_RX_STA++;
if(USART_RX_STA>63)
{
USART_RX_STA=0;//接收数据错误,重新开始接收
// showhz32str(0,600,"接收数据错误",BLACK,GREEN);
   }
}
}
}
}
}
下图此代码写在main()函数里面

usart.h头文件里面包含    extern char USART_RX_BUF[64];                //接收缓冲,最大64个字节. extern unsigned char                                                       USART_RX_STA; //接收状态标记  bit7，接收完成标志  bit6，接收到0x0d  bit5~0，接收到的有效字节数目

//进行串口通信接收数据
if(USART_RX_STA & 0x80) //USART_RX_STA=0x80;//接收状态标记  bit7，接收完成标志  bit6，接收到0x0d  bit5~0，接收到的有效字节数目
{
count=0;

/****************************************************************************************************/

x=(USART_RX_BUF[8]<<24)+(USART_RX_BUF[9]<<16)+(USART_RX_BUF[10]<<8)+USART_RX_BUF[11];
y=(USART_RX_BUF[12]<<24)+(USART_RX_BUF[13]<<16)+(USART_RX_BUF[14]<<8)+USART_RX_BUF[15];
duty=(USART_RX_BUF[0]<<24)+(USART_RX_BUF[1]<<16)+(USART_RX_BUF[2]<<8)+USART_RX_BUF[3];
/*相位差计数时间*/  delay=(USART_RX_BUF[4]<<24)+(USART_RX_BUF[5]<<16)+(USART_RX_BUF[6]<<8)+USART_RX_BUF[7];
/*****************************************************************************************************/

李星童

回帖（2）

郝汉

高敏兰

相关问答

怎样使用STM32CubeMX去配置USART串口通信呢

怎样去区分STM32中的通信接口和通信协议呢

怎样去设计一种STM32的串口通信接口呢

请问FPGA和stm32用串口通信位数比较大的数据如何用串口去传输

STM32的USART串口通信该怎样去实现呢

怎样去写一个stm32l151芯片串口间通信的程序呢

Ardunio是怎样去完成STM32板子的串口通信的

如何利用Ardunio IDE去完成stm32f103的串口通信呢

STM32串口异步通信的过程该怎样去完成呢

如何利用Arduino IDE去完成stm32的串口通信呢

20万+工程师都在用，免费PCB检查工具