UART总线


前言

用FPGA实现UART


一、时序

1+8+1+1
在这里插入图片描述

二、并转串思路

一个简单的计数器就OK,简记思路如下,ready和cnt为实现并转串的附加信号
在这里插入图片描述


备注

仅用于记录日常学习,侵权必究

### UART 总线原理 Universal Asynchronous Receiver/Transmitter (UART) 是一种用于嵌入式系统、计算机硬件和通信设备中的串行通信接口[^5]。其主要功能在于将并行数据转换成串行数据以便于传输,并能反向操作,即将接收到的串行数据重新组合为并行形式。 由于采用的是异步通信机制,UART并不依赖额外的时钟信号来进行位同步;相反,在每次传送前会先发出一个起始位通知接收方准备接受即将到来的信息流,随后跟随实际的数据位——通常设置为6至8比特不等,之后可能还会有一个奇偶校验位用来做简单的错误检测(这一步骤并非总是必需),最后以一或两个停止位作为该次传输过程的结束标志[^3]。 为了确保两端能够正确解读彼此发送过来的内容,双方必须事先协商好一系列重要的配置选项,例如波特率决定了每秒钟可以处理多少个二进制位;而关于帧结构的具体细节如数据宽度、是否存在校验以及停顿间隔也需达成共识[^4]。 ### 应用场景 FPGA作为一种高度灵活的可编程逻辑器件,当与UART相结合时,能够在多个领域发挥重要作用。除了基本的串口通讯外,还可以支持更复杂的网络连接或是构建物联网节点等功能[^1]。这种灵活性使得基于FPGA实现的UART解决方案非常适合那些对于实时性和定制化有较高要求的应用场合。 ```python # Python模拟简单UART数据包生成函数 def create_uart_packet(data, start_bit=0b0, stop_bits=[0b1], parity=None): packet = [] # 添加起始位 packet.append(start_bit) # 处理数据部分 for byte in data: packet.extend([int(bit) for bit in f'{byte:08b}']) # 如果启用了奇偶校验,则计算并加入校验位 if parity is not None: parity_value = sum(packet[-len(data)*8:]) % 2 if parity.lower() == 'even': packet.append(0 if parity_value else 1) elif parity.lower() == 'odd': packet.append(1 if parity_value else 0) # 结束位 packet.extend(stop_bits) return packet ```
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