企业建站的目的是什么,三个字吉利好听的公司名称,做同款的网站,织梦网站支付安装FPGA-结合协议时序实现UART收发器#xff08;四#xff09;#xff1a;串口驱动模块uart_drive、例化uart_rx、uart_tx
串口驱动模块uart_drive、例化uart_rx、uart_tx#xff0c;功能实现 文章目录 FPGA-结合协议时序实现UART收发器#xff08;四#xff09;#xff1…FPGA-结合协议时序实现UART收发器四串口驱动模块uart_drive、例化uart_rx、uart_tx
串口驱动模块uart_drive、例化uart_rx、uart_tx功能实现 文章目录 FPGA-结合协议时序实现UART收发器四串口驱动模块uart_drive、例化uart_rx、uart_tx一、功能实现二、uart_drive代码总结 一、功能实现
对照代码串口发送模块uart_drive实现功能包括
CLK_DIV时钟分频将系统输入时钟分频成串口所需波特率时钟rst_gen_module复位产生模块分频后的波特率时钟复位不稳定自己产生波特率时钟复位r_rx_overvalue 过采样动态时钟纠正方法识别获取起始位位置r_rx_overlock 过采样锁控制过采样开关r_user_rx_valid 用户接受有效利用valid来判断valid上升沿从而判断数据接收完毕用于控制过采样锁r_rx_overlockr_uart_rx_clk_rst处理纠正后的准确时钟复位r_uart_rx_clk_rst利用准确的复位系统时钟产生所需要的准确的串口接收时钟统一到同一时钟域中即波特率时钟域慢两拍 -r_user_rx_data_1 w_user_rx_data; r_user_rx_data_2 r_user_rx_data_1; r_user_rx_valid_1 w_user_rx_valid; r_user_rx_valid_2 r_user_rx_valid_1; 二、uart_drive代码
timescale 1ns / 1ps
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// Company:
// Engineer:
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// Create Date: 2023/09/09 13:14:22
// Design Name:
// Module Name: uart_drive
// Project Name:
// Target Devices:
// Tool Versions:
// Description: 串口数据的回环驱动模块
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// Dependencies:
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// Revision:
// Revision 0.01 - File Created
// Additional Comments:
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//module uart_drive#(//串口可调参数parameter P_SYSTEM_CLK 50_000_000, parameter P_UART_BUADRATE 9600,parameter P_UART_DATA_WIDTH 8,parameter P_UART_STOP_WIDTH 1,parameter P_UART_CHECK 0
)( //串口驱动输入输出input i_clk ,input i_rst ,input i_uart_rx ,output o_uart_tx ,input [P_UART_DATA_WIDTH - 1 : 0] i_user_tx_data ,//用户输出数据作为驱动的输入,即先输入到驱动处理再输出input i_user_tx_valid ,//握手output o_user_tx_ready ,output [P_UART_DATA_WIDTH - 1 : 0] o_user_rx_data ,//用户输入数据作为驱动的输出即先经过驱动输出再输入到用户output o_user_rx_valid ,output o_user_clk,output o_user_rst);localparam P_CLK_DIV_NUMBER P_SYSTEM_CLK / P_UART_BUADRATE;//分频数wire w_uart_buadclk ;//串口波特率时钟线
wire w_uart_buadclk_rst ;
wire w_uart_rx_clk ;//串口接收时钟线
wire w_uart_rx_rst ;
reg r_uart_rx_clk_rst ;
reg [2:0] r_rx_overvalue ;
reg [2:0] r_rx_overvalue_1d ;//延迟1拍信号
reg r_rx_overlock ;//过采样锁控制过采样
reg r_user_rx_valid ;//用户接收有效用于判断可进行再次接收即再次过采样判断起始位
wire [P_UART_DATA_WIDTH - 1 : 0] w_user_rx_data ;
wire w_user_rx_valid ;reg [P_UART_DATA_WIDTH - 1 : 0] r_user_rx_data_1 ;
reg [P_UART_DATA_WIDTH - 1 : 0] r_user_rx_data_2 ;
reg r_user_rx_valid_1 ;
reg r_user_rx_valid_2 ;//统一到同一时钟域中即波特率时钟域
assign o_user_clk w_uart_buadclk;
assign o_user_rst w_uart_buadclk_rst;
assign o_user_rx_data r_user_rx_data_2;
assign o_user_rx_valid r_user_rx_valid_2;//分频模块将时钟频率分频成串口波特率时钟
CLK_DIV_module#(.P_CLK_DIV_CNT (P_CLK_DIV_NUMBER) //最大为65535
)
CLK_DIV_module_u0(.i_clk (i_clk) ,//输入时钟.i_rst (i_rst) ,//high value,分配时钟的复位不准确所以需要重新生成复位rst_gen_module.o_clk_div (w_uart_buadclk) //分频后的时钟
);//复位产生模块因为分频时钟后复位不准确所以自己来产生复位
rst_gen_module#(.P_RST_CYCLE (10) //复位的周期
)
rst_gen_module_u0
(.i_clk (w_uart_buadclk) ,.o_rst (w_uart_buadclk_rst));//分频模块用于过采样计数判断起始位下降沿用于串口接收使用
//产生能够准确获取中间数据的始终
CLK_DIV_module#(.P_CLK_DIV_CNT (P_CLK_DIV_NUMBER) //最大为65535
)
CLK_DIV_module_u1(.i_clk (i_clk) ,//输入时钟.i_rst (r_uart_rx_clk_rst) ,//初始状态高电平.o_clk_div (w_uart_rx_clk) //分频后的时钟
);uart_rx#(//串口可调参数.P_SYSTEM_CLK (P_SYSTEM_CLK ), .P_UART_BUADRATE (P_UART_BUADRATE ),.P_UART_DATA_WIDTH (P_UART_DATA_WIDTH ),.P_UART_STOP_WIDTH (P_UART_STOP_WIDTH ),.P_UART_CHECK (P_UART_CHECK )
)
uart_rx_u0( //串口驱动输入输出.i_clk (w_uart_rx_clk) ,.i_rst (w_uart_buadclk_rst) ,.i_uart_rx (i_uart_rx) , .o_user_rx_data (w_user_rx_data) ,//用户输入数据作为驱动的输出即先经过驱动输出再输入到用户.o_user_rx_valid (w_user_rx_valid));uart_tx#(//串口可调参数.P_SYSTEM_CLK (P_SYSTEM_CLK ),.P_UART_BUADRATE (P_UART_BUADRATE ),.P_UART_DATA_WIDTH (P_UART_DATA_WIDTH ),.P_UART_STOP_WIDTH (P_UART_STOP_WIDTH ),.P_UART_CHECK (P_UART_CHECK )
)
uart_tx_u0( //串口驱动输入输出.i_clk (w_uart_buadclk) ,.i_rst (w_uart_buadclk_rst) ,.o_uart_tx (o_uart_tx) ,.i_user_tx_data (i_user_tx_data) ,//用户输出数据作为驱动的输入,即先输入到驱动处理再输出.i_user_tx_valid (i_user_tx_valid) ,//握手.o_user_tx_ready (o_user_tx_ready));/*
串口接收会存在亚稳态状态虽然可以使用打两拍的方法解决但不够稳妥一样出现较大累计误差
故采用时钟来动态纠正使用过采样方法来检测起始位的下降沿产生新的分频后的时钟使用该时钟可以保证每次读取数据时都在数据上升沿的中间位置
虽然使用时钟动态纠正方法一样会存在累计误差但因为每次串口传输8bit数据并且每次都进行了时钟纠正所以足以稳定满足使用效果
*///处理过采样r_rx_overvalue,不断获取传输值
always (posedge i_clk or posedge i_rst)
beginif(i_rst) //初始状态r_rx_overvalue d0;else if(!r_rx_overlock) //变化状态r_rx_overvalue {r_rx_overvalue[1:0] , i_uart_rx};//低位获取i_uart_rx再左移此处先发低位还是先发高位影响不大主要是进行高低电平判断起始位用else //保持状态r_rx_overvalue 3b111;
end//处理过采样锁r_rx_overlock控制过采样因为只需要过采样起始位的位置
//通过读取三位数据来判断当前是否为起始位的位置当前3拍全为低电平0前3拍全为高电平1,则判断为起始位下降沿位置
always (posedge i_clk or posedge i_rst)
beginif(i_rst)r_rx_overlock d0;else if(!w_user_rx_valid r_user_rx_valid) //本次传输完成可以再次进行过采样了,使用vaild判断,同样采用慢一拍来判断上升沿当前信号r_user_rx_valid为1前一拍信号w_user_rx_valid为0即上升沿表示传输完成r_rx_overlock d0;else if(r_rx_overvalue 3b000 r_rx_overvalue_1d 3b111) //识别到起始位的位置此时不需要再次过采样了r_rx_overlock d1;elser_rx_overlock r_rx_overlock;
end//处理用户接收有效信号r_user_rx_valid用于表示本次接收数据完毕可再次进行接收数据即再次过采样来判断起始位位置
//同样也是采用慢一拍的信号来结合判断vaild的上升沿
always (posedge i_clk or posedge i_rst)
beginif(i_rst)r_user_rx_valid d0;elser_user_rx_valid w_user_rx_valid; //r_user_rx_valid比w_user_rx_valid慢一拍即同一时刻w_user_rx_valid为当前值r_user_rx_valid为前一拍值
end//处理纠正后的准确时钟复位r_uart_rx_clk_rst利用准确的复位系统时钟产生所需要的准确的串口接收时钟
//利用准确的时钟复位作为分频模块的复位输入输出准确的串口接收时钟即每次都在数据位中间上升沿
always (posedge i_clk or posedge i_rst)
beginif(i_rst)r_uart_rx_clk_rst d1;else if(r_rx_overvalue 3b000 r_rx_overvalue_1d 3b111)//起始位时r_uart_rx_clk_rst d0;elser_uart_rx_clk_rst r_uart_rx_clk_rst;
end/*
//uart的rx的output与tx的输入不是同一时钟域的需要统一到同一时钟域中
//即o_user_rx_data、o_user_rx_vaild统一到w_uart_buadclk波特率时钟域中
//因为他们的时钟频率比较相近要求不严格所以打两拍就算统一到波特率时钟域了我目前也不太理解
*/
//处理统一始终域问题打两拍
always (posedge w_uart_buadclk or posedge w_uart_buadclk_rst)
beginif(w_uart_buadclk_rst)beginr_user_rx_data_1 d0;r_user_rx_data_2 d0;r_user_rx_valid_1 d0;r_user_rx_valid_2 d0;endelsebeginr_user_rx_data_1 w_user_rx_data;r_user_rx_data_2 r_user_rx_data_1;r_user_rx_valid_1 w_user_rx_valid;r_user_rx_valid_2 r_user_rx_valid_1;end
endendmodule 总结
串口驱动模块uart_drive实现功能包含实现同时例化uart_rx、uart_tx
