设计指标如下：
Ø 串口通信的波特率支持3种：57600bps、115200bps、230400bps；
Ø 1位起始位；
Ø 8个数据位；
Ø 奇偶校验位支持3种模式：无奇偶校验、奇校验、偶校验；
Ø 停止位支持2种：1位停止位、2位停止位。
原理图如下：
如下图所示，FPGA有MCU配置模块、串口发送模块、串口接收模块和两个同步FIFO组成。
外部串口芯片接收到的数据首先经过串口接收模块产生8位并行数据和FIFO写信号，则将收到的8位数据写进FIFO。
设计中FIFO深度为1024，数据位宽为8位。
通常FIFO和MCU之间的握手协议有两种：
一是FIFO的半满信号有效后产生中断信号，MCU接收到中断信号，首先查询串口接收FIFO的状态寄存器，确定为半满后，一次性将512个数据独读走。这种方案用在MCU需要处理的其他任务比较多的时候，不需要轮询FIFO的状态，一次性读走512个数据，效率比较高。
如果MCU需要处理的其他任务不繁重，可以通过查询FIFO非空状态，如果非空的话，则读取FIFO中的数据，然后判断FIFO是否为空，直到FIFO为空为止，大家可以评估下，这种方案其实FIFO很难存储太多的数据，基本有一两个数据就会及时被MCU读走。
需要说明的是，选择方案1和方案2需要具体情况具体分析，比如串口发过来的只是命令数据，协议格式里面只有几十个数据，这种情况下，等待几个小时也等不到半满信号，所以用方案2比较合适。
为了实现设计指标要求的3种波特率的要求，设计中选用的晶振为11.0592Mhz，其为最大波特率的整数倍，是串口通信系统中常用的晶振。
串口发送模块需要奇偶校验位、停止位等参数控制，这几个参数由MCU配置提供，默认值为波特率为115200bps、停止位1位、无奇偶校验。
|
MCU偏移地址 |
地址空间大小（字节） |
类型 |
读写说明 |
寄存器名称 |
功能定义 |
|
0x0000 |
1 |
寄存器 |
读写 |
波特率设置； |
0xC0：57600bps； 0x60：115200bps（默认值）； 0x30：230400bps； 其他：115200bps |
|
0x0001 |
1 |
寄存器 |
读写 |
奇偶校验位设置； |
0x00：无奇偶校验（默认值）； 0x01：奇校验； 0x02：偶校验； 其他：无奇偶校验 |
|
0x0002 |
1 |
寄存器 |
读写 |
停止位设置； |
0x02：2位停止位； 其他：1位停止位 |
|
0x0010 |
1 |
FIFO |
只写 |
串口发送FIFO； |
MCU向该FIFO写入准备发送的数据即可 |
|
0x0020 |
1 |
寄存器 |
只读 |
串口接收空状态寄存器； |
只有bit0为FIFO的是否为空状态，其他位全为0，如果bit0为高电平，则FIFO为空状态，否则为非空状态 |
|
0x0021 |
1 |
FIFO |
只读 |
串口接收FIFO； |
串口接收到的8位并行数据 |
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文章评论（5条评论）
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用户1385266 2014-8-21 08:21
sunyzz 2014-8-20 09:01
hot.summer_2010_438634915 2014-8-20 06:12
hot.summer_2010_438634915 2014-8-20 06:04
sunyzz 2014-8-19 21:53