芯创电子手把手教你学习FPGA—串口篇芯创电子手把手教你学习FPGA—串口篇.pdf

2013 芯创电子FPGA 开发板配套教程 手把手教你学习FPGA—串口篇 或许您可能听说过FPGA，但不是很了解；或许您已经知道FPGA 的 存在，但没有掌握这门技术；或许您打算在不久的将来对FPGA 进 行初步尝试；不管怎样，只要您对FPGA 感兴趣，那么就让我们一 起踏出通往FPGA 世界的第一步，芯创电子手把手教你学习FPGA。 芯创电子工作室 51FPGA 2013/3/3 芯创电子FPGA 开发板配套教程 2013 目录 1．实验简介3 2 ．背景知识3 2.1 ．UART 概述3 2.2 ．UART 帧格式3 2.3 ．物理接口6 2.3 ．DIY 开发板串口电路图7 3 ．实验环境8 4 ．实验一（串口收发实验）8 4.1 ．实验目的8 4.2 ．试验任务8 4.3 ．原理分析8 4.4 ．代码实现9 4.5 ．实验步骤9 4.6 ．实验现象9 4.7 ．日积月累 10 4.8 ．课后作业 10 淘宝店铺： h t t p : / / 5 1 f p g a . t a o b a o . c o m / 2 芯创电子FPGA 开发板配套教程 2013 1．实验简介 本教程以实验为主，力求以详细的步骤和讲解让大家以最快的方式了解 FPGA 的开发的基本流程以及Quartus II 软件的使用方法。串口篇的实验相 对简单，为基础实验，希望通过对串口篇的学习，大家能够掌握以下知识 要点：  熟悉UART 串口通信的工作原理。  掌握FPGA 实现UART 的基本原理和实现方法。 2．背景知识 2.1．UART 概述 UART 的全称是通用异步收发器，是实现设备之间低速数据通信的标准协 议。“异步”指不需要额外的时钟线进行数据的同步传输，是一种串行总线 接口，只需占用两根线就可以完成数据的收发（一根接收数据，一根发送数 据），常用的标准通信波特率有9600bps、115200bps 等。 2.2．UART 帧格式 UART一帧由起始位、数据位、校验位和停止位组成。数据逐位传输，示意图如图 1.1所示。 图 1.1 UART帧格式示意图 1． 起始位 UART空闲时（没有数据传输），总线为高电平（逻辑1），当需要数据传输 时，首先发送一个“起始位”，起始位为一个低电平“逻辑0” 。  为什么需要起始位？ 因为UART没有控制线，要让接收方知道什么时候开始接收数据，需要一些 手段，在UART ，数据的传输只有一根线，所以在发送数据之前，先发一位逻辑 “0”作为数据发送的起始标志，接收方在空闲时，当检测到有一个低电平，则开 始接逐位接收数据。 淘宝店铺： h t t p : / / 5 1 f p g a . t a o b a o . c o m / 3 芯创电子FPGA 开发板配套教程