正点原子FPGA学习笔记4.2——UART串口通信，基于达芬奇开发板 A7

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1.实验任务——2.硬件设计——3.程序设计

1.实验任务

2.硬件设计

1.正点原子

发送：主机，串口调试助手——USB_UART，D-D+连接CH340C转UART——UART1——TXD传到FPGA。
接收过程正好相反，然后对比发送接收的数据是否一致，验证功能是否成功。
升级版CH340C不需要额外的晶振，已经集成在了CH340C芯片内部，外部无需晶振。

2.我的USB_UART——ZYNQ7200

data_sheet：CP2102-GM (SILABS [单芯片USB至UART桥接]) PDF技术资料下载 CP2102-GM 供应信息 IC Datasheet 数据表 (1/18 页)-芯三七

3.程序设计

1.模块

流程：上位机：PC——发送数据（USB_UART）——FPGA接收、处理数据——环回模块（接收之间的调节器）告诉发送模块接受到了一个有效数据——环回模块传输有效数据到发送模块+发送模块会接收到发送指令 ——开启发送——发送到上位机串口调试助手。

停止位拉高多少位代码中再细说。当检测到拉高信号后的下降沿，才认为下一数据帧开始传输。

2.时序图——串口接收为例：

1.时钟：50MHZ，波特率115200，所以每434个时钟周期，发送一个bit。

2.由start_flag拉高，打开rx_flag开始接收数据，直到接收到停止位（如下图红色箭头），rx_flag就会拉低，等下一个数据帧。

3.数据线usart_rxd，每当rx_count处于1~8之间的时候，对应的将bit0传递给uart_data的第0位，将bit1传递给uart_data的第1位......最后加入一个停止标志位xxh。

综上：1.首先定义两个计数器，①rx_cnt 比特位计数器（每434个时钟周期技术加1，通过clk_cnt满足要求就+1） ②clk_cnt 波特率计数器（从0-433，通过50MHZ的同步时钟sys_clk控制）。
2.如何启动——由start_flag启动——而start_flag又是通过抓取uart_rxd，即PC端给出的下降沿来启动。
3.当start_flag启动后——拉高rx_flag代表模块进入接收数据状态——当rx_cnt等于1，将uart_rxd对应的“bit 0”数据传输给uart_data的第零位，指导数据传输完毕。
4.当rx_cnt=9时——给出一个uart_down的信号，代表接收数据完毕。