摘要本课题所研究的内容是实现串行通信，它的主要模块是通用异步收发器(Universal Asynchronous Receiver Transmitter，UART)。UART是一种广泛应用于短距离、低速、低成本通信的串行传输接口,它允许在串行链路上进行全双工通信。由于常用的UART芯片比较复杂且移植性差，所以本课题采用VHDL语言作为硬件功能的描述。运用“自顶而下”的模块化设计方法分别设计通用异步收发器（UART）的信号监测模块、移位寄存模块、波特率发生模块、奇偶校验模块、总线选择模、计数器模块以及UART内核模块并结合现场可编程门阵列（FPGA）的特点，实现了一个可移植的UART顶层模块。同时，运用QuartusⅡ软件对模块进行仿真，验证结果，从而实现了串行通信的设计要求。64874

毕业论文关键词  串行通信 FPGA  VHDL  UART  

毕业设计说明书（论文）外文摘要

Title  The Research of Serial Communication Based on FPGA                  

Abstract

What this topic research is to realize the serial communication, the main module is Universal Asynchronous serial communication transceiver (UART). UART is widely used in short distance, low speed and low cost communication serial transmission interface, it allows full duplex communication in serial links. Because common UART chip is complex and poor portability,  this topic uses VHDL language as a description of hardware function, uses modular design method of "top down" design of UART respectively Signal monitoring module, shift register module, baud rate occurred module, parity check module, bus selection mode, the counter module and UART kernel module, then it is combined with the characteristics of field programmable gate array (FPGA)to realize  a portable UART module. At the same time, using the Quartus Ⅱ software to simulation module and verification results, so as to realize the design requirements of serial communication .

Keywords  Serial communication  FPGA  VHDL  UART

目录

1 绪论 1

1.1 课题背景与实现基础 1

1.2 课题研究现状 2

1.3 本文的研究内容和步骤 2

1.4 小结 3

2 课题研究的技术支持和设计方法 4

2.1 课题研究的技术支持 4

2.1.1 UART芯片的性能指标 4

2.1.2 FPGA的相关介绍 4

2.1.3 VHDL语言的相关介绍 5

2.1.4 Quartus II的相关介绍 6

2.2 电路设计方法 6

2.2.1 自顶向下的设计方法 6

2.2.2 模块化的设计方法 7

2.3 小结 8

3 串行通信的理论概述 9

3.1串行通信概念 9

3.2串行异步通信 10

3.2.1串行异步通信的数据格式 10

3.2.2 串行异步通信发送和接收时钟 11

3.2.3 串行异步通信起/止位 11

3.2.4 串行异步通信奇偶校验 11

3.3 RS-232C总线