基于串口通訊的Verilog設計

1 串口通信基本特點

隨著多微機系統的應用和微機網絡的發展，通信功能越來越顯得重要。串行通信是在一根傳輸線上一位一位地傳送信息.這根線既作數據線又作聯絡線。串行通信作為一種主要的通信方式，由于所用的傳輸線少，并且可以借助現存的電話網進行信息傳送，因此特別適合于遠距離傳送。在串行傳輸中，通信雙方都按通信協議進行，所謂通信協議是指通信雙方的一種約定。約定對數據格式、同步方式、傳送速度、傳送步驟、糾錯方式以及控制字符定義等問題做出統一規定，通信雙方必須共同遵守。異步起止式的禎信息格式為：每禎信息由四部分組成：

a.1位起始位。

b.5~8位數據位。傳送順序是低位在前，高位在后.依次傳送。

c.一位校驗位，也可以沒有。

d.最后是1位或是2位停止位。

FPGA(Field Pmgrammable Gate Array)現場可編程門陣列在數字電路的設計中已經被廣泛使用。這種設計方式可以將以前需要多塊集成芯片的電路設計到一塊大模塊可編程邏輯器件中，大大減少了電路板的尺寸，增強了系統的可靠性和設計的靈活性。本文詳細介紹了已在實際項目中應用的基于FPGA的串口通訊設計。

本設計分為硬件電路設計和軟件設計兩部分，最后用仿真驗證了程序設計的正確性。

2 系統的硬件設計

本方案的異步串行通信的硬件接口電路圖如圖1所示，主要由四部分組成：RS-485數據發送模塊、FPGA串口模塊、MAX3223和DB9。各部分功能簡述如下：

RS-485數據發送模塊是將前續電路的數據發送到FPGA，供本電路處理，亦即本電路的輸入。RS485是符合RS-485和RS-4225串口標準的低功耗半雙工收發器件，有3.3V和5V兩種，在本設計中選用了3.3V的器件SP3485。SP3485的內部結構示意圖如圖2所示

在本設計中。485的7腳和8腳與前端信號相連接，用于接收輸入的數據。數據格式是這樣的：一幀數據有25位，報頭是16個高電平和1個低電平，接下來是8位有效的數據。傳輸速率為700k波特率。2腳是使能端，與FPGA的I/O口相連，由FPGA提供邏輯控制信號。1腳和4腳也與FPGA相連，由FPGA對輸入數據進行處理。

圖1異步串行通信硬件接口功能框圖

圖2 SP3485的內部結構示意圖