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《fpga課程設(shè)計(jì)基于fpga器件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)uart》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、目錄摘要IIABSTRACTIII引言11項(xiàng)目構(gòu)成的基本原理21.1、UART簡(jiǎn)介21.2、UART的基本特點(diǎn)22項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)的基本原則42.1、FPGAUART系統(tǒng)組成如圖2所示：42.2、波特率發(fā)生器42.3、UART接收器42.4、UART發(fā)送器62.5芯片的選擇73程序設(shè)計(jì)83.1頂層程序83.2UART發(fā)送器程序103.3UART接收器程序123.4整體電路圖144仿真154.1頂層仿真154.2波特率發(fā)生器仿真154.3UART發(fā)送器仿真164.4UART接收器仿真165總結(jié)176參考文獻(xiàn)18III摘要基于FPGA設(shè)計(jì)
2、和實(shí)現(xiàn)UART，可以用片上很少的邏輯單元實(shí)現(xiàn)UART的基本功能。與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)相比，能有效減少系統(tǒng)的PCB面積，降低系統(tǒng)的功耗，提高設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性和可靠性，并可方便地進(jìn)行系統(tǒng)升級(jí)和移植。采用有限狀態(tài)機(jī)模型形式化描述了UART的功能,在此基礎(chǔ)上用硬件描述語(yǔ)言VHDL編程實(shí)現(xiàn)了UART，并使用QuartusⅡ軟件中的嵌入式邏輯分析儀SignalTap對(duì)數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行了檢測(cè),驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的正確性。本設(shè)計(jì)具有較大的靈活性，通過調(diào)整波特率發(fā)生器的分頻參數(shù)，就可以使其工作在不同的頻率。采用16倍波特率的采樣時(shí)鐘，可以實(shí)時(shí)有效探測(cè)數(shù)據(jù)的起始位，并可對(duì)
3、數(shù)據(jù)位進(jìn)行“對(duì)準(zhǔn)”中央采樣，保證了所采樣數(shù)據(jù)的正確性。該模塊可以作為一個(gè)完整的IP核移植進(jìn)各種FPGA中，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)可嵌入到其他系統(tǒng)中，很容易實(shí)現(xiàn)和遠(yuǎn)端上位機(jī)的異步通信。關(guān)鍵字:FPGA；UART；有限狀態(tài)機(jī)；SignalTapIIIAbstractDesignandimplementationbasedonFPGAUART,canbeusedonafewlogicalunitrealizesthebasicfunctionofUART.Comparedwiththetraditionaldesign,caneffectiv
4、elyreducethePCBareasystem,reducethepowerconsumptionofthesystem,andimprovethedesignofthestabilityandreliability,andeasysystemupgradesandmigration.ThefunctionsofUARTaredescribedformallybyusingthefinitestatemachinemodel,bytheway,UARTisrealizedonthebasisofVHDL.Moreover,
5、thedatatransmissionisdetectedwithSignalTapwhichisanembeddedlogicanalyzerinQuartusⅡ.Theresultprovesthevalidityofthedesign.Thisdesignhasgreatflexibility,byadjustingthefrequencydivisionbaudrategeneratorparameters,youcanmakeitworkonadifferentfrequency.Using16timesthebau
6、drateofthesamplingclock,caneffectivelydetectreal-timedataofthestartbit,andto"on"thecentralsamplingofdatabits,ensuresthecorrectnessofthesampleddata.ThemodulecanbeusedasacompleteIPnucleartransplantationintovariouskindsofFPGA,intheactualapplicationcanbeembeddedintoothe
7、rsystems,iseasytoimplementandtheremotePCasynchronouscommunication.Keyword:FPGA；UART；finitestatemachine；SignalTapIII引言隨著電子設(shè)備功能的不斷增強(qiáng),復(fù)雜度也在不斷提高,對(duì)這些系統(tǒng)的測(cè)試要求也越來(lái)越高,因而促進(jìn)了自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的發(fā)展。而數(shù)字I/O模塊作為自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)重要的測(cè)試模塊,它既可以作為信號(hào)源激勵(lì)被測(cè)系統(tǒng),也可以檢測(cè)被測(cè)系統(tǒng)的輸出,在很多領(lǐng)域得到了非常廣泛的應(yīng)用。當(dāng)今社會(huì)是數(shù)字化的社會(huì)，是數(shù)字集成電路廣泛應(yīng)用的社
8、會(huì)。數(shù)字集成電路本身在不斷地進(jìn)行更新?lián)Q代。它由早期的電子管、晶體管、小中規(guī)模集成電路、發(fā)展到超大規(guī)模集成電路(VLSIC幾萬(wàn)門以上)以及許多具有特定功能的專用集成電路。但是，隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，設(shè)計(jì)與制造集成電路的任務(wù)已不完全由半導(dǎo)體廠商來(lái)獨(dú)立承擔(dān)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)師們更愿意自己
