原创 19.我与FPGA的恋爱之Uart接收数据

UART串口接收模块设计(工业环境)

上次笔记记录过UART发送协议,回顾一下UART发送端发送一个字节数据时序图：

对于其中的每一位进行采样，一般情况下每一位数据的中间点是最稳定的，因此一般应用中，采集中间时刻时的数据即可，如下图所示：

(实验室条件)

但是在工业应用中，往往有非常强的电磁干扰，只采样一次就作为该数据的电平判定，是不保险的，有可能恰好采集到被干扰的信号而导致结果出错，因此需要使用多次采样求概率的方式进行。

以下为改进型的单bit数据接收方式示意图：

在这张图中，将每一位数据又平均分成了16小段，对于Bit_x这一位数据，考虑到数据在刚刚发生变化和即将发生变化的这一时期，数据极有可能不稳定的（用红色标出的两段），在这两个时间段采集数据，很有可能得到错误的结果，因此这两段时间的电平无效，采集时直接忽略。而中间这一时间段（用绿色标出），数据本身是比较稳定的，一般都代表了正确的结果。但是也不排除该段数据受强电磁干扰而出现错误的电平脉冲，因此对这一段电平，进行多次采样，并求高低电平发生的概率，6次采集结果中，取出现次数多的电平作为采样结果。例如，采样6次的结果分别为1/1/1/1/0/1/，则取电平结果为1，若为0/0/1/0/0/0,，则取电平结果为0，当6次采样结果中1和0各占一半（各3次），则可判断当前通信线路环境非常恶劣，数据不具有可靠性。

串口发送模块包含两个主要组件：

1、 起始位检测进程

2、 波特率产生模块

3、 数据接收进程

串口接收模块整体结构体

串口发送模块详细结构图

波特率时钟计算：

系统时钟周期为System_clk_period

部分代码详情查看附件文档)

发送数据效果以及仿真: