RS232串口通信(UART的发送机部分)

RS232串口通信(UART的发送机部分)

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串口的基本简介

​ 串口的基本知识介绍在上一章已经讲过了。

​ 具体链接：RS232串口通信(UART的接收部分)_笙歌丶的博客-优快云博客

串口的发送模块

发送模块框图

信号说明

信号	位宽	类型	信号说明
sys_clk	1bit	input	工作频率，系统时钟50Mhz
sys_rst_n	1bit	input	系统复位信号
Pi_data	8bit	input	要发送的8bit数据
Pi_data_flag	1bit	input	要发送的8bit数据的有效标志信号
Tx	1bit	output	串口发送信号

波形设计及其波形

工作使能信号

​ work_en信号的作用：当work_en=1的时候，数据开始传输(开始发送)。从前面的框图中可以看出，输入信号中有一个Pi_data_flag信号，这个信号是发送有效标志信号，所以当这个信号为1时，就代表可以开始发送了，此时，work_en=1。至于work_en什么时候拉低，后面会有说明。

//work_en:接收数据工作使能信号
always@(posedge sys_clk or negedge sys_rst_n)
        if(sys_rst_n == 1'b0)
            work_en <= 1'b0;
        else    if(pi_flag == 1'b1)
            work_en <= 1'b1;
        else    if((bit_flag == 1'b1) && (bit_cnt == 4'd9))
            work_en <= 1'b0;

波特率计数信号

​ 这个信号在前面接收部分说明过，我们使用的时9600bps的波特率，系统时钟为50Mhz，得出1bit需要的5208个时钟周期（发送1bit的时间）。

//baud_cnt:波特率计数器计数，从0计数到BAUD_CNT_MAX - 1
always@(posedge sys_clk or negedge sys_rst_n)
        if(sys_rst_n == 1'b0)
            baud_cnt <= 13'b0;
        else    if((baud_cnt == BAUD_CNT_MAX - 1) || (work_en == 1'b0))
            baud_cnt <= 13'b0;
        else    if(work_en == 1'b1)
            baud_cnt <= baud_cnt + 1'b1;

位标志信号

​ band_cnt数据在0和5027这两个点的时候是不太稳定的，所以我采用的是中间的点作为bit_flag的高电平的开始。

//bit_flag:当baud_cnt计数器计数到1时让bit_flag拉高一个时钟的高电平
always@(posedge sys_clk or negedge sys_rst_n)
        if(sys_rst_n == 1'b0)
            bit_flag <= 1'b0;
        else    if(baud_cnt == 13'd1)
            bit_flag <= 1'b1;
        else
            bit_flag <= 1'b0;

数据bit传输个数

​ 通过数据帧，可以看出，完整的传输一个数据除了8位的数据位，还需要一个空闲状态和一个起始位，总共为10个状态。

​ 我们前面说过发送1bit需要5208个周期，当计数值达到5208个周期时，bit_flag=1,所以当bit_flag=1的时候，bit_cnt+1，当bit_cnt=10，并且，bit_flag=1时，即一个8位数据发送完成。此时，work_en信号置为低。

//bit_cnt:数据位数个数计数，10个有效数据（含起始位和停止位）到来后计数器清零
always@(posedge sys_clk or negedge sys_rst_n)
    if(sys_rst_n == 1'b0)
        bit_cnt <= 4'b0;
    else    if((bit_flag == 1'b1) && (bit_cnt == 4'd9))
        bit_cnt <= 4'b0;
    else    if((bit_flag == 1'b1) && (work_en == 1'b1))
        bit_cnt <= bit_cnt + 1'b1;

数据输出

每次bit_flag=1时，tx发送一位，发送的数据来源于pi_data[7:0]中的一位，从低位到高位传输

//tx:输出数据在满足rs232协议（起始位为0，停止位为1）的情况下一位一位输出
always@(posedge sys_clk or negedge sys_rst_n)
        if(sys_rst_n == 1'b0)
            tx <= 1'b1; //空闲状态时为高电平
        else    if(bit_flag == 1'b1)
            case(bit_cnt)
                0       : tx <= 1'b0;
                1       : tx <= pi_data[0];
                2       : tx <= pi_data[1];
                3       : tx <= pi_data[2];
                4       : tx <= pi_data[3];
                5       : tx <= pi_data[4];
                6       : tx <= pi_data[5];
                7       : tx <= pi_data[6];
                8       : tx <= pi_data[7];
                9       : tx <= 1'b1;
                default : tx <= 1'b1;
            endcase

整体波形图

总结

若有啥疑问和想要完整的工程文件请私聊我 QQ:330965825 ，谢谢！