基于FPGA的串口通信電路設計與實現

黨俊博,李　哲,李雅俊

(1. 西安郵電大學 電子工程學院，陜西 西安 710061 ；2. 西安北方捷瑞光電科技有限公司，陜西 西安 710111)

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基于FPGA的串口通信電路設計與實現

黨俊博1,李哲1,李雅俊2

(1. 西安郵電大學 電子工程學院，陜西 西安 710061 ；2. 西安北方捷瑞光電科技有限公司，陜西 西安 710111)

摘要針對計算機與基于FPGA控制系統需要進行數據通信的需求，采用有限狀態機設計了一種串口通信電路。該電路實現了控制系統與計算機之間的通信，包括計算機發送給控制系統的控制命令和參數；控制系統發送到計算機的運行狀態信息。使用ISE軟件中的嵌入式邏輯分析儀Chipscope對通信電路進行測試，結果表明，該電路工作穩定可靠，能夠完成數據傳輸的功能。

關鍵詞串口通信；FPGA; UART；通信協議

串口以其通信電路簡單、可靠性高和傳輸距離遠等優點，廣泛應用在計算機與外設之間的通信電路中。串口通信使用通用異步收發傳輸器(UniversalAsynchronousReceiverTransmitter，UART)和電平轉換芯片進行數據傳輸。一般FPGA芯片中沒有集成UART，為使FPGA能進行串口通信，可有兩種選擇：一種是使用UART專用集成芯片，這種方法設計簡單，但會增加電路板的面積和成本；另一種方法是在FPGA內部設計UART，這種方法設計靈活，可靠性高。本文提出了一種使用硬件描述語言VerilogHDL設計UART和高層協議電路的方法，實現了FPGA與計算機之間的數據通信。

1串口通信協議設計

通信協議是指通信雙方的一種約定，對數據格式、傳輸速度、校驗方式和字符定義等問題做出統一規定，通信雙方必須共同遵守。……