1、 电子设计自动化电子设计自动化 课程设计报告课程设计报告 设计课题设计课题: : 通用异步收发器设计通用异步收发器设计 姓姓 名名: : 学学 院院: : 信息工程学院信息工程学院 专专 业业: : 电子信息科学与技术电子信息科学与技术 电子设计自动化课程设计报告 2 目录 1 UART 简介 . 3 1.1 UART 结构 . 3 1.2 UART 的帧格式 3 1.3 UART 的基本原理 . 3 2 UART 的设计与实现 . 4 2.1 UART 发送器 4 2.2 UART 接收器 5 2.3 数码管动态显示 6 2.4 波特率发生器 . 7 2.5 UART 设计总模块 . 7 3
2、 硬件电路的调试 8 3.1 硬件的测试 . 8 3.2 数码管动态数据 . 9 3.3 通过按键实现数据增减 . 10 3.3.1 键盘按键消抖 . 10 3.3.2 加一减一的程序.11 3.3.3 仿真图 12 4 总结 . 12 5 参考文献 12 电子设计自动化课程设计报告 3 摘要摘要：UART(通用异步接收发送设备) 是一种短距离串行传输接口。在数字通信和控 制系统中得到广泛应用。 CPLD 是大规模集成电路技术发展的产物,是一种半定制的集成电 路。采用可编程逻辑器件 CPLD 实现UART 的方法,将UART的核心功能集成到 CPLD 上, 本设计包含UART 的发送模块、接收
3、模块和波特率发生器,所有功能的实现全部采用VHDL 硬件描述语言来进行描述。设计、综合、仿真在QUARTUSII 软件开发环境下实现。 关键词关键词：UART；VHDL；CPLD 1 UART 简介简介 UART（即 Universal Asynchronous Receiver Transmitter 通用异步收发器） 是一种应用广 泛的短距离串行传输接口。UART 允许在串行链路上进行全双工的通信。 UART 主要有由 数据总线接口、控制逻辑、波特率发生器、发送部分和接收部分等组成。功能较为简单，但 使用方便、占用资源少，可以灵活地嵌入到各种设计之中。串行外设用到的 RS232-C 异步
4、串行接口， 一般采用专用的集成电路即 UART 实现。 使用 VHDL 将 UART 的核心功能集成， 从而使整个设计更加紧凑、稳定且可靠。 1.1 UART 结构结构 UART 主要有由数据总线接口、 控制逻辑、 波特率发生器、 发送部分和接收部分等组成。 1.2 UART 的帧格式的帧格式 UART 是异步通信方式， 发送方和接收方分别有各自独立的时钟， 传输的速度由双方约 定，使用起止式异步协议。起止式异步协议的特点是以每一个字符为单位进行传输，字符之 间没有固定的时间间隔要求，每个字符都以起始位开始，以停止位结束。帧的格式如图一所 示，每一个字符的前面都有一位起始位（低电平，逻辑值 0） ，字符本身有 5 到 8 比特数据 位组成，接着是一位校验位（也可以没有校验位） ，最后是一位（或一位半、二位）停止位， 停止位后面是不定长度的空闲位。 停止位和空闲位都规定为高电平， 这样就保证了起始位开 始处一定有一个下降沿。 从图中可以看出， 这种格式是靠起始位和停止位来实现字符的界定 或同步的，故称为起止式协议。 UART 的帧格式的示意图如图一所示：
