FPGA器件实现UART

用FPGA器件实现UART核心功能的一种方法
用FPGA器件实现UART核心功能的一种方法
串行外设都会用到RS232-
C异步串行接口，传统上采用专用的集成电路即UART实现，如TI、EXAR、EPIC的550、45
2等系列，但是我们一般不需要使用完整的UART的功能，而且对于多串口的设备或需要加
密通讯的场合使用UART也不是最合适的。如果设计上用到了FPGA/CPLD器件，那么就可以
将所需要的UART功能集成到FPGA内部，本人最近在用XILINX的XCS30做一个设计的时候，
就使用VHDL将UADT的核心功能集成了，从而使整个设计更加紧凑，更小巧、稳定、可靠
，下面就谈谈设计方法。
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分析UART的结构，可以看出UART主要由数据总线接口、控制逻辑和状态接口、波特率发
生器、发送和接受等部分组成，各部分间关系如图一。
[pic]
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了解了UART的各部分组成结构后，下面对各部分的功能进行详细的分析。我们假定所要
设计的UART为：数据位为7位、8位可选，波特率可选，效验方式为奇、偶、无等效验方
式，下面的分析都是在这个假定的基础上进行。

一、波特率发生部分
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从图一可以看出，UART的接收和发送是按照相同的波特率进行收发的（当然也可以实现
成对的不同波特率进行收发），波特率是可以通过CPU的总线接口设置的。UART收发的每
一个数据宽度都是波特率发生器输出的时钟周期的16倍，即假定当前按照9600bps进行收
发，那么波特率发生器输出的时钟频率应为9600＊16Hz，当然这也是可以改变的，我们
只是按照UART的方法进行设计。
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我们假定提供的时钟为1.8432MHz，那么可以很简单地用CPU写入不同的数值到波特率保
持寄存器，然后用计数器的方式生成所需要的各种波特率，这个值的计算原则就是1843