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UART 串口通信实验报告 现代电路与系统实验报告 实验四 UART 串口通信 学院：研究生院 学号：1400030034 姓名：张秋明 一、 实验目的及要求 设计一个 UART 串口通信协议，实现 “串--并”转换功能的电路，也就 是“通用异步收发器”。 二、实验原理 UART 是一种通用串行数据总线，用于异步通信。该总线双向通信，可以 实现全双工传输和接收。在嵌入式设计中，UART 用来主机与辅助设备通信， 如汽车音响与外接 AP 之间的通信，与 PC 机通信包括与监控调试器和其它器件， 如 EEPROM 通信。 UART 作为异步串口通信协议的一种，工作原理是将传输数据的每个字符 一位接一位地传输。 其中各位的意义如下： 起始位：先发出一个逻辑”0”的信号，表示传输字符的开始。 资料位：紧接着起始位之后。资料位的个数可以是 4 、5、6、7、8 等，构 成一个字符。通常采用 ASCII 码。从最低位开始传送，靠时钟定位。 奇偶校验位：资料位加上这一位后，使得“1”的位数应为偶数(偶校验)或奇 数(奇校验) ，以此来校验资料传送的正确性。 停止位：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。 由于数据是在传输线上定时的，并且每一个设备有其自己的时钟，很可能 在通信中两台设备间出现了小小的不同步。因此停止位不仅仅是表示传输的结 束，并且提供计算机校正时钟同步的机会。适用于停止位的位数越多，不同时 钟同步的容忍程度越大，但是数据传输率同时也越慢。 空闲位：处于逻辑“1”状态，表示当前线路上没有资料传送。 波特率：是衡量资料传送速率的指标。表示每秒钟传送的符号数 （symbol ）。一个符号代表的信息量（比特数）与符号的阶数有关。例如资料传 送速率为 120 字符/秒，传输使用 256 阶符号，每个符号代表 8bit，则波特率就 是 120baud，比特率是 120*8=960bit/s。这两者的概念很容易搞错。 三、实现程序 library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; use ieee.std_logic_arith.all; use ieee.std_logic_unsigned.all; entity uart is port(clk : in std_logic; --系统时钟 rst_n: in std_logic; --复位信号 rs232_rx: in std_logic; --RS232 接收数据信号; rs232_tx: out std_logic --RS232 发送数据信号;); end uart; architecture behav of uart is 现代电路与系统实验报告 component uart_rx port(clk : in std_logic; --系统时钟 rst_n: in std_logic; --复位信号 rs232_rx: in std_logic; --RS232 接收数据信号 clk_bps: in std_logic; --此时 clk_bps 的 高电平为接收数据的采样点 bps_start:out std_logic; -- 接收到数 据后，波特率时钟启动置位 rx_data: out std_logic_vector(7 downto 0); --接收数据寄 存器，保存直至下一个数据来到 rx_int: out std_logic --接收数据 中断信号，接收数据期间时钟为高电平，传送给串口发送);