手写一个uart协议——rs232

2024-05-04 12:52
文章标签 协议 手写 uart rs232

本文主要是介绍手写一个uart协议——rs232,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

先了解一下关于uart和rs232的基础知识

文章目录

  • 一、RS232的回环测试
    • 1.1模块整体架构
    • 1.2 rx模块设计
      • 1.2.1 波形设计
      • 1.2.2代码实现与tb
      • 1.2.4 仿真
    • 1.3 tx模块设计
      • 1.3.1 波形设计
      • 1.3.2 代码实现与tb
      • 1.3.4 顶层设计
      • 1.3.3 仿真

本篇内容:

一、RS232的回环测试

上位机由串口助手通过 rx 线往 FPGA 发 8 比特数据,当 FPGA接收到 8 比特数据后,再通过 tx 线把接收到的 8 比特数据给上位机发回去,要求上位机接收到的数据和上位机发送的数据一样,并且保证连续发送也没问题。

在这里插入图片描述

1.1模块整体架构

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

1.2 rx模块设计

1.2.1 波形设计

在这里插入图片描述

1.2.2代码实现与tb

代码:

module uart_rx(input wire clk,input wire rst,input wire rx,output reg [7:0]po_data,output reg po_flag);parameter CNT_END=100;  //9600bps cnt=5207  sim时,cnt=100;
parameter CNT_END_HALF=CNT_END/2;reg rx_t;
reg rx_tt;
reg rx_tt_reg;
reg [12:0] cnt;
reg cnt_flag;
reg bit_flag;
reg [3:0]bit_cnt;
// rx_t
always @(posedge clk) begin if(rst==1'b1) beginrx_t <= 'd1;end else beginrx_t<=rx ;end
end// rx_tt
always @(posedge clk) begin if(rst==1'b1) beginrx_tt <= 'd1;end else beginrx_tt<=rx_t ;end
end// rx_tt_reg
always @(posedge clk) begin if(rst==1'b1) beginrx_tt_reg <= 'd1;end else beginrx_tt_reg<=rx_tt ;end
end//cnt
always @(posedge clk) begin if(rst==1'b1) begincnt<= 'd0;end else if (cnt_flag==1'b1 && cnt==CNT_END) begincnt<='d0;endelse if (cnt_flag==1'b1) begincnt<=cnt+1'b1;endelse if (bit_cnt=='d8 && bit_flag==1'b1) begincnt<='d0;end
end//bit_flag
always @(posedge clk) begin if(rst==1'b1) beginbit_flag <= 'd0;end else if (cnt_flag==1'b1 && cnt==CNT_END_HALF) beginbit_flag<='d1;endelse bit_flag<='d0;
end// cnt_flag
always @(posedge clk) begin if(rst==1'b1) begincnt_flag <= 'd0;end else if (rx_tt==1'b0 && rx_tt_reg==1'b1) begincnt_flag<='d1;endelse if (bit_cnt=='d8 && cnt==CNT_END_HALF) begincnt_flag<='d0;end
end// bit_cnt
always @(posedge clk) begin if(rst==1'b1) beginbit_cnt  <= 'd0;end else if (bit_cnt=='d8 && bit_flag==1'b1) beginbit_cnt<='d0;endelse if (bit_flag==1'b1) beginbit_cnt<=bit_cnt+1'b1;endend// po_data
always @(posedge clk) begin if(rst==1'b1) beginpo_data <= 'd0;end else if (bit_cnt>0 && bit_flag==1'b1) beginpo_data<={rx,po_data[7:1]};end
end// po_flag
always @(posedge clk) begin if(rst==1'b1) beginpo_flag<= 'd0;end else if (bit_cnt=='d8 && bit_flag==1'b1) beginpo_flag<='d1;endelse po_flag<='d0;
end
endmodule

tb:

`timescale 1ns / 1psmodule tb_rx();reg clk;reg rst;reg rx;wire [7:0] po_data;wire po_flag;initial beginclk=0;rst=1;#100rst=0;endinitial beginrx=1;//空闲状态#100gen_rx();end//这里模拟发送20帧数据,每次发送80~1的任意数,发送前rx拉低,表示起始位
//由于9600波特率需要计数5207次,为了仿真方便,假设只需要计数100次。task gen_rx;integer i;integer j;begin		for (j = 0; j < 20; j=j+1) beginrx=0;for ( i = 0; i < 8; i=i+1) begin  repeat(100) begin //每隔100周期发送1bit数据;@(posedge clk);  endrx={$random};endrx=1; //每发送完一帧数据后,rx恢复空闲状态,维持10个周期后继续发送数据,直到发够20帧数据。repeat(10) begin@(posedge clk);end		endendendtask always #5 clk=~clk;uart_rx inst_uart_rx (.clk     (clk),.rst     (rst),.rx      (rx),.po_data (po_data),.po_flag (po_flag));endmodule

1.2.4 仿真

在这里插入图片描述

1.3 tx模块设计

1.3.1 波形设计

在这里插入图片描述

1.3.2 代码实现与tb

module uart_tx(input wire clk,input wire rst,input wire[7:0] po_data,input wire po_flag,output reg tx);parameter CNT_END=100; // bps为9600时,这里为:5207, 为仿真方便设为100。reg [7:0] po_data_reg;
reg [12:0]cnt;
reg cnt_flag;
reg bit_flag;
reg [3:0] bit_cnt;
// po_data_reg
always @(posedge clk) begin if(rst==1'b1) beginpo_data_reg<= 'd0;endelse po_data_reg<=po_data;
end// cnt
always @(posedge clk) begin if(rst==1'b1) begincnt <= 'd0;end else if (cnt_flag==1'b1 && cnt==CNT_END) begincnt <= 'd0;endelse if (cnt_flag==1'b1) begincnt<=cnt+1'b1;endend//cnt_flag
always @(posedge clk) begin if(rst==1'b1) begincnt_flag <= 'd0;end else if (po_flag==1'b1) begincnt_flag<='d1;endelse if (bit_cnt=='d8 && bit_flag==1'b1) begincnt_flag<='d0;end	
end// bit_flag
always @(posedge clk) begin if(rst==1'b1) beginbit_flag <= 'd0;end else if (cnt==CNT_END-1 && cnt_flag==1'b1) beginbit_flag<='d1;endelse bit_flag<='d0;
end// bit_cnt
always @(posedge clk) begin if(rst==1'b1) beginbit_cnt <= 'd0;end else if (bit_flag==1'b1 && bit_cnt=='d8) beginbit_cnt<='d0;endelse if (bit_flag==1'b1) beginbit_cnt<=bit_cnt+1'b1;end
end
// tx
always @(posedge clk) begin if(rst==1'b1) begintx <= 'd1;end else if (po_flag==1'b1) begintx<='d0;endelse if (bit_flag==1'b1 && bit_cnt=='d8) begintx<='d1;endelse if (bit_flag==1'b1) begintx<=po_data_reg[bit_cnt];end
end
endmodule

tb:

`timescale 1ns / 1ps
module tb_rx();reg clk;reg rst;reg rx;wire tx;initial beginclk=0;rst=1;#100rst=0;endinitial beginrx=1;//空闲状态#100gen_rx();end//这里模拟发送20次数据,每次发送80~1的任意数,发送前rx拉低,表示起始位
//由于9600波特率需要计数5207次,为了仿真方便,假设只需要计数100次。task gen_rx;integer i;integer j;begin		for (j = 0; j < 20; j=j+1) beginrx=0;for ( i = 0; i < 8; i=i+1) begin  repeat(100) begin //每隔100周期发送1bit数据;@(posedge clk);  endrx={$random};endrx=1; //每发送完一帧数据后,rx恢复空闲状态,维持100个周期(方便tx端完整传输完一帧数据)后继续发送数据,直到发够20帧数据。repeat(1000) begin@(posedge clk);end		endendendtask always #5 clk=~clk;top_uart inst_top_uart (.clk(clk), .rst(rst), .rx(rx), .tx(tx));endmodule

1.3.4 顶层设计

module top_uart(input wire clk,input wire rst,input wire rx,output wire tx);wire [7:0] po_data;
wire po_flag;uart_rx inst_uart_rx (.clk     (clk),.rst     (rst),.rx      (rx),.po_data (po_data),.po_flag (po_flag));uart_tx  inst_uart_tx (.clk     (clk),.rst     (rst),.po_data (po_data),.po_flag (po_flag),.tx      (tx));endmodule

1.3.3 仿真

在这里插入图片描述
可以看到,rx和tx波形一致,则能实现传输要求。

这篇关于手写一个uart协议——rs232的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/959240

相关文章

【Linux】应用层http协议

一、HTTP协议 1.1 简要介绍一下HTTP        我们在网络的应用层中可以自己定义协议,但是,已经有大佬定义了一些现成的,非常好用的应用层协议,供我们直接使用,HTTP(超文本传输协议)就是其中之一。        在互联网世界中,HTTP(超文本传输协议)是一个至关重要的协议,他定义了客户端(如浏览器)与服务器之间如何进行通信,以交换或者传输超文本(比如HTML文档)。

【Go】go连接clickhouse使用TCP协议

离开你是傻是对是错 是看破是软弱 这结果是爱是恨或者是什么 如果是种解脱 怎么会还有眷恋在我心窝 那么爱你为什么                      🎵 黄品源/莫文蔚《那么爱你为什么》 package mainimport ("context""fmt""log""time""github.com/ClickHouse/clickhouse-go/v2")func main(

2024.9.8 TCP/IP协议学习笔记

1.所谓的层就是数据交换的深度,电脑点对点就是单层,物理层,加上集线器还是物理层,加上交换机就变成链路层了,有地址表,路由器就到了第三层网络层,每个端口都有一个mac地址 2.A 给 C 发数据包,怎么知道是否要通过路由器转发呢?答案:子网 3.将源 IP 与目的 IP 分别同这个子网掩码进行与运算****,相等则是在一个子网,不相等就是在不同子网 4.A 如何知道,哪个设备是路由器?答案:在 A

Modbus-RTU协议

一、协议概述 Modbus-RTU(Remote Terminal Unit)是一种基于主从架构的通信协议,采用二进制数据表示,消息中的每个8位字节含有两个4位十六进制字符。它主要通过RS-485、RS-232、RS-422等物理接口实现数据的传输,传输距离远、抗干扰能力强、通信效率高。 二、报文结构 一个标准的Modbus-RTU报文通常包含以下部分: 地址域:单个字节,表示从站设备

网络原理之TCP协议(万字详解!!!)

目录 前言 TCP协议段格式 TCP协议相关特性 1.确认应答 2.超时重传 3.连接管理(三次握手、四次挥手) 三次握手(建立TCP连接) 四次挥手(断开连接)  4.滑动窗口 5.流量控制 6.拥塞控制 7.延迟应答 8.捎带应答  9.基于字节流 10.异常情况的处理 小结  前言 在前面,我们已经讲解了有关UDP协议的相关知识,但是在传输层,还有

DNS协议基础笔记

1.定义 DNS(Domain Name System,域名系统)是互联网的一项核心服务,它作为将域名和 IP 地址相互映射的一个分布式数据库,能够使人更方便地访问互联网。 2.域名解析过程 当用户在浏览器中输入一个域名,浏览器首先会检查自己的缓存中是否有该域名对应的 IP 地址。本地 DNS 服务器收到查询请求后,首先会检查自己的缓存中是否有该域名对应的 IP 地址。根域名服务器收到查询请

stl的sort和手写快排的运行效率哪个比较高?

STL的sort必然要比你自己写的快排要快,因为你自己手写一个这么复杂的sort,那就太闲了。STL的sort是尽量让复杂度维持在O(N log N)的,因此就有了各种的Hybrid sort algorithm。 题主你提到的先quicksort到一定深度之后就转为heapsort,这种是introsort。 每种STL实现使用的算法各有不同,GNU Standard C++ Lib

4G模块、WIFI模块、NBIOT模块通过AT指令连接华为云物联网服务器(MQTT协议)

MQTT协议概述 MQTT(Message Queuing Telemetry Transport)是一种轻量级的消息传输协议,它被设计用来提供一对多的消息分发和应用之间的通讯,尤其适用于远程位置的设备和高延迟或低带宽的网络。MQTT协议基于客户端-服务器架构,客户端可以订阅任意数量的主题,并可以发布消息到这些主题。服务器(通常称为MQTT Broker)则负责接受来自客户端的连接请求,并转发消

JS手写实现深拷贝

手写深拷贝 一、通过JSON.stringify二、函数库lodash三、递归实现深拷贝基础递归升级版递归---解决环引用爆栈问题最终版递归---解决其余类型拷贝结果 一、通过JSON.stringify JSON.parse(JSON.stringify(obj))是比较常用的深拷贝方法之一 原理:利用JSON.stringify 将JavaScript对象序列化成为JSO

HTTP协议 HTTPS协议 MQTT协议介绍

目录 一.HTTP协议 1. HTTP 协议介绍 基本介绍: 协议:  注意: 2. HTTP 协议的工作过程 基础术语: 客户端: 主动发起网络请求的一端 服务器: 被动接收网络请求的一端 请求: 客户端给服务器发送的数据 响应: 服务器给客户端返回的数据 HTTP 协议的重要特点: 一发一收,一问一答 注意: 网络编程中,除了一发一收之外,还有其它的模式 二.HTT