DE2-115串口通信

一、 内容概要

  1. 分别用Verilog和Nios软件编程, 实现DE2-115开发板串口输出“Hello Nios-II”字符到笔记本电脑串口助手。

二、 Hello Nios-II

2.1 Nios-II编程

2.1.1 硬件

Ⅰ 搭建环境

新建工程,选择开发板在这里插入图片描述
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进行模块添加和连接
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分配地址
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Generate

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Ⅱ 编写代码

新建Verilog文件

module uart(
	input clk,
	input reset_n,
	//uart的接收和发送端
	input rxd,//接收
	output txd//发送
);
endmodule

配置
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进入qip文件的第一个verilog文件
在这里插入图片描述
根据模块信息,在顶层文件里增加:

hello_nioII u0 (
        .clk_clk       (clk),       //   clk.clk
        .reset_reset_n (reset_n), // reset.reset_n
        .uart_rxd      (rxd),      //  uart.rxd
        .uart_txd      (txd)       //      .txd
    );

完整代码为:

module uart(
	input clk,
	input reset_n,
	//uart的接收和发送端
	input rxd,//接收
	output txd//发送
);

hello_nioII u0 (
        .clk_clk       (clk),       //   clk.clk
        .reset_reset_n (reset_n), // reset.reset_n
        .uart_rxd      (rxd),      //  uart.rxd
        .uart_txd      (txd)       //      .txd
    );

endmodule

编译
配置管脚
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2.1.2 软件

在这里插入图片描述
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修改hello_world.c

#include <stdio.h>
#include "unistd.h"
#include "system.h"
#include "alt_types.h"
#include "altera_avalon_uart_regs.h"
#include "sys\alt_irq.h"

alt_u8 txdata=0;
alt_u8 rxdata
<think>嗯,用户想找关于DE2-115开发板的串口通信实现方法、教程和示例代码。首先,我需要回忆一下Altera DE2-115的相关资料。记得参考引用[1]里提到过VHDL和ModelSim、Quartus II的使用,所以可能需要结合这些工具。 用户可能需要硬件连接的信息,比如DE2-115上的UART接口位置,比如GPIO引脚或者专用串口。通常开发板会有RS-232接口,可能需要确认是使用哪个端口,比如在DE2-115上,UART可能通过GPIO_0连接,或者有特定的RS-232 DB9接口。这部分需要准确,否则用户可能连接错误。 然后是软件部分,需要分步骤说明:VHDL代码编写UART模块,包括发送和接收的逻辑。波特率生成、数据帧格式(比如8位数据,无校验,1停止位)是关键点。可能需要示例代码,比如状态机实现发送器,分频器生成波特率时钟。 接着是Testbench的编写,使用ModelSim进行仿真,验证数据的发送和接收是否正确。这里可能需要给出仿真的步骤和示例波形,比如发送0x55这样的测试数据。 然后是Quartus II的工程设置,包括引脚分配,比如将TXD和RXD信号分配到正确的FPGA引脚,对应DE2-115的硬件连接。编译生成sof文件,下载到开发板。这部分需要具体的引脚编号,例如GPIO_0的某个引脚对应UART的TX或RX。 最后是实际测试,使用串口调试助手,比如Putty或Tera Term,设置正确的波特率,检查收发是否正常。可能需要示例说明如何发送和接收数据。 用户可能遇到的问题包括波特率不匹配、引脚分配错误,或者代码中的逻辑错误,比如起始位和停止位的处理。可能需要提醒用户注意这些常见问题。 生成相关问题时,要考虑用户可能的后续需求,比如如何实现更复杂的协议(如Modbus),如何提高通信速率,或者如何处理错误检测。这些问题能帮助用户深入理解串口通信的应用和优化。</think>根据DE2-115开发板特性与串口通信实现需求,现从硬件配置、软件设计和代码实现三个层面说明实现方法: ### 一、硬件配置要求 1. **物理接口**:DE2-115开发板通过GPIO_0接口的UART模块连接RS-232转换芯片(MAX3232),需使用DB9连接器接入计算机串口[^1] 2. **波特率设置**:典型值包括9600/115200bps,需在VHDL代码与上位机软件中保持同步 3. **引脚分配**: - TXD: GPIO_0[5] - RXD: GPIO_0[7] - GND: GPIO_0[3] ### 二、VHDL代码实现 ```vhdl library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; entity uart_tx is port( clk : in std_logic; reset : in std_logic; tx_data : in std_logic_vector(7 downto 0); tx_en : in std_logic; txd : out std_logic; tx_rdy : out std_logic ); end entity; architecture behavioral of uart_tx is type state_type is (IDLE, START, DATA, STOP); signal state : state_type := IDLE; signal baud_cnt : integer range 0 to 5208 := 0; -- 50MHz/9600=5208 begin process(clk) begin if rising_edge(clk) then if reset = '1' then state <= IDLE; txd <= '1'; else case state is when IDLE => if tx_en = '1' then state <= START; baud_cnt <= 0; end if; when START => txd <= '0'; if baud_cnt = 5207 then state <= DATA; baud_cnt <= 0; else baud_cnt <= baud_cnt + 1; end if; -- 数据位传输状态机省略... end case; end if; end if; end process; end architecture; ``` ### 三、开发流程 1. **ModelSim仿真**:创建测试平台验证UART时序 ```vhdl stim_proc: process begin wait for 100 ns; tx_data <= "01010101"; -- 发送0x55 tx_en <= '1'; wait for 20 ns; tx_en <= '0'; wait; end process; ``` 2. **Quartus II工程配置**: - 设置FPGA型号:EP4CE115F29C7 - 分配引脚时使用`Assignment Editor`绑定物理引脚 3. **板级验证**:通过Tera Term等串口工具发送接收测试数据
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