FPGA的串口的收发程序设计

admin2024-04-03  0

module uart_tx(
  input clk,
  input rst,
  input start,
  input [7:0] data,
  output reg tx_done,
  output reg tx_out
);

  // 定义状态机的状态
  typedef enum logic [2:0] {
    IDLE, START, DATA, STOP
  } state_t;

  reg [10:0] count;     // 用于计数发送的位数
  reg [2:0] state;      // 用于记录状态机的当前状态
  reg [7:0] tx_data;    // 用于暂存要发送的数据

  always @(posedge clk) begin
    if (rst) begin
      state <= IDLE;
      count <= 0;
      tx_done <= 0;
      tx_out <= 1;      // 初始化时设置为停止位
    end else begin
      case (state)
        IDLE: begin
          if (start) begin
            tx_data <= data;
            state <= START;
            count <= 0;
            tx_done <= 0;
            tx_out <= 0; // 开始位
          end
        end

        START: begin
          if (count < 8) begin
            tx_out <= tx_data[count];
            count <= count + 1;
          end else begin
            state <= DATA;
            count <= 0;
          end
        end

        DATA: begin
          if (count < 8) begin
            tx_out <= tx_data[count];
            count <= count + 1;
          end else begin
            state <= STOP;
            count <= 0;
          end
        end

        STOP: begin
          if (count < 2) begin
            tx_out <= 1; // 停止位
            count <= count + 1;
          end else begin
            state <= IDLE;
            count <= 0;
            tx_done <= 1;
          end
        end
      endcase
    end
  end

endmodule

module uart_rx(
  input clk,
  input rst,
  input rx_in,
  output reg [7:0] rx_data,
  output reg rx_done
);

  // 定义状态机的状态
  typedef enum logic [2:0] {
    IDLE, START, DATA, STOP
  } state_t;

  reg [10:0] count;     // 用于计数接收的位数
  reg [2:0] state;      // 用于记录状态机的当前状态
  reg [7:0] rx_temp;    // 用于暂存接收的数据

  always @(posedge clk) begin
    if (rst) begin
      state <= IDLE;
      count <= 0;
      rx_temp <= 0;
      rx_data <= 0;
      rx_done <= 0;
    end else begin
      case (state)
        IDLE: begin
          if (!rx_in) begin
            state <= START;
            count <= 0;
            rx_temp <= 0;
          end
        end

        START: begin
          if (count < 8) begin
            rx_temp[count] <= rx_in;
            count <= count + 1;
          end else begin
            state <= DATA;
            count <= 0;
          end
        end

        DATA: begin
          if (count < 8) begin
            rx_temp[count] <= rx_in;
            count <= count + 1;
          end else begin
            state <= STOP;
            count <= 0;
          end
        end

        STOP: begin
          if (count < 2) begin
            count <= count + 1;
          end else begin
            state <= IDLE;
            rx_data <= rx_temp;
            rx_done <= 1;
          end
        end
      endcase
    end
  end

endmodule
 

上述代码定义了两个模块,一个是uart_tx模块用于实现UART发送功能,另一个是uart_rx模块用于实现UART接收功能。

uart_tx模块根据输入的start信号和data数据进行串口数据的发送。start信号认为是发送起始信号,data数据是要发送的8位数据。在clk的上升沿时,状态机根据当前状态进行相应的操作,包括发送开始位、数据位和停止位。最后输出tx_done信号表示发送完成,tx_out为串口发送的数据信号。

uart_rx模块根据输入的rx_in信号接收串口数据,并将接收到的数据存储在rx_data寄存器中。在clk的上升沿时,状态机根据当前状态进行相应的操作,包括接收开始位、数据位和停止位。最后输出rx_done信号表示接收完成,rx_data为接收到的数据。

以上代码仅为示例,实际使用时可能需要根据具体的需求进行相应的修改。

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