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三⼤通信协议（1）UART ⽬录 ⼀、 UART通信协议简介 据总线，在FPGA中，UART常应⽤于PC与FPGA之间的慢速通信。UART有tx（发送数据线），rx（接收数据线）两条数据传输线，因此 是⼀种全双⼯的、异步通信模式。在通信的过程中，双⽅需要事先约定好通信速率，UART常⽤的通信速率9600bite/s、19200bite/s、 115200bite/s等。 ⼆、UART通信时序 UART异步串⾏通信是以字符为传输单位，⼀位⼀位的顺序输送。由于UART通信⽆时钟线，因此UART通信不同于IIC通信和SPI通 信，属于异步串⾏通信，通信双⽅需要事先约定好通信速率，即误码率：每秒传输⼆进制bite的个数。 下图给出了UART通信的时序图： 空闲位：⾼电平表⽰空闲状态 起始位：由⾼电平到低电平的跳变，表⽰进⼊到起始位，依靠检测起始位来实现发送与接收⽅的时 间的⾃同步。 数据传输：可以是4、5、6、7、8位逻辑0或者1，构成⼀个字符，从最低位开始传送。 奇偶校验：数据位加上这⼀位后，使得“ 1”的位数为偶数（偶校验）或奇数（奇校验）以此来校验 数据传送的正确性，可以没有该部分。 结束位：它是⼀个字符数据的结束标志，可以是1位、1.5位、2位的⾼电平，适⽤于停⽌位的位数 越多，不同时钟同步的容忍程度越⼤，数据传输率同时也越低。 三、 UART、 RS232、TTL关系阐述 1.简介 uart即上述所说的⼀种通⽤的异步收发器，或者说是串⾏通信的⼀种协议，这⾥不再赘述。 CMO ⼝是指针对串⾏通信协议的⼀种端⼝，即串⾏通讯端⼝，简称串⼝。⼤部分为9针D型，常见于台式电脑的后边，⽬前DB9型的接 ⼝基本已经被USB接⼝取代；还有⼀部分为4针杜邦头，也就是我们常说的四针串⼝，常见于pcb板上预留接⼝。RS-232和RS-485是 CMO⼝的两种协议，或者说是通信的电平标准 ：RS-232采⽤的是负逻辑，即逻辑 “1”表⽰-3V到-15V之间的电平，逻辑 “0”表⽰+3V 到+15V之间的电平，实际上RS-232电平标准已经在PC界成为了默认的标准；RS-485利⽤的是两根数据线之间的电压差进⾏数据传输， 即逻辑 “1”以两线间的电压差+2V~+6V表⽰，逻辑 “0”以两线间的电压差-6V~-2V表⽰。两者之间的区别主要在于以下⼏点 ：1.传输 ⽅式不同，S-232采取不平衡传输⽅式，即所谓单端通讯. ⽽RS485则采⽤平衡传输，即差分传输⽅式。2.传输距离不同。RS-232适合本 地设备之间的通信，传输距离⼀般不超过20m。⽽RS-485的传输距离为⼏⼗⽶到上千⽶。3.RS-232 只允许⼀对⼀通信，⽽RS-485 接 ⼝在总线上是允许连接多达128个收发器。 TTL全名是晶体管-晶体管逻辑集成电路(Transistor-Transistor Logic)，也是⼀种通信电平的标准。TTL对应的物理电平，始终是在 0V和Vcc之间，其中常见的Vcc是5V或3.3V。TTL 采⽤的是正逻辑，即逻辑 “1”表⽰>=2.4V的电平，逻辑"0"表⽰<=0.5V的电平。 2.电平转换 对于同样传输8'说，RS232和TTL的时序对⽐如下： RS232和TTL之间的转换，可以通过MAX3232芯⽚，把TTL电平转换成RS232电平，该芯⽚同样也可以实现RS232转换成TTL电 平。 USB转TTL电平可以通过或者USB转TTL串⼝的⼩板使⽤起来相对⽐较⽅便，如下图所⽰，可以随时完成PC端与FPGA开发板之间的数 据通信。 四、实例 ⼝发送给主机。 下边是整个系统模块的⽰意图： 下边是接收端时序图： 下边是发送端时序图： 1.程序代码 主程序Verilog代码: module uart_receive ( input clk, input res, input rxd, output reg [7:0] data, output reg done ); parameter clk_fre = parameter uart_bps = 115200; localparam BPS_CONT = clk_fre/uart_bp