UART（串口）收發(fā)模塊設(shè)計- 01

UART協(xié)議介紹

UART作為異步串口通信協(xié)議的一種，工作原理是將要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)一位一位地傳輸。其中每一位（bit）的意義如下。

空閑位：在無數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r候，傳輸線上的電平為高電平，即為空閑位。

起始位：當開始傳輸數(shù)據(jù)時，先發(fā)出1bit位寬的低電平，表示數(shù)據(jù)開始傳輸，即為起始位。

數(shù)據(jù)位：真正的需要發(fā)送的數(shù)據(jù)，位寬可以為4到10bit。數(shù)據(jù)從低bit開始向外一位一位的發(fā)送。

奇偶校驗位（可不要）：當數(shù)據(jù)發(fā)送完畢后，再發(fā)送1位校驗位，以此來校驗數(shù)據(jù)傳送的正確性。

（偶校驗：數(shù)據(jù)位加上這一位后，使得“1”的位數(shù)應(yīng)為偶數(shù)

奇校驗：數(shù)據(jù)位加上這一位后，使得“1”的位數(shù)應(yīng)為奇數(shù)）

停止位：在最后發(fā)送一位高電平的停止位。

UART每一位的位寬時長由波特率決定，波特率既1s發(fā)送的數(shù)據(jù)位數(shù)。一般選擇的波特率有，9600,19200,115200等。

設(shè)計實例概述

本設(shè)計代碼鏈接：https://pan.baidu.com/s/1VJoSPJRSHYMhmx3rs2t4IA

提取碼：jsak

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本實例設(shè)計的UART特性：

(1) 并沒有支持奇偶檢驗，故沒有奇偶校驗位

(2) 并不支持數(shù)據(jù)位寬可配，數(shù)據(jù)位位寬固定為8bit。

(3) 支持輸入時鐘與波特率可配。

原理圖如下，分兩個大模塊，一個數(shù)據(jù)接收控制模塊（Receive_Control），一個數(shù)據(jù)發(fā)送控制模塊（Send_Control）：

端口說明：

接收控制模塊與發(fā)送控制模塊內(nèi)部都有一個波特率時鐘產(chǎn)生模塊（BuadRate_set），用于將電路輸入時鐘（clk）進行分頻產(chǎn)生波特率時鐘,用于接收和發(fā)送數(shù)據(jù)控制。

可以看到，BuadRate_set模塊有一個enable控制信號，只有當enable信號為高時，BuadRate_set模塊才工作。在發(fā)送控制模塊里面，只有發(fā)送數(shù)據(jù)的時候才拉高其相應(yīng)的enable;在接收控制模塊里面，只有檢測到有數(shù)據(jù)發(fā)送進來的時候才拉高其相應(yīng)的enable。這是為了降低功耗。

后文預(yù)告

后文將會具體介紹內(nèi)部各個模塊的設(shè)計細節(jié)以及收發(fā)速度匹配和仿真驗證等問題。