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8位串口收发器verilog语言实现

在Verilog中实现一个基本的串口接收器可以通过以下步骤完成:

定义串口通信的时序和协议。

设计状态机来识别起始位、数据帧和停止位。

使用时钟沿触发数据的采样和读取。

以下是一个简单的Verilog代码示例,实现了一个8位数据位宽的串口接收器:

module uart_rx(

input clk,

input rst_n,

input rx,

output reg [7:0] data,

output reg data_valid

);

// UART receiver FSM

parameter IDLE = 2'b00;

parameter START = 2'b01;

parameter DATA = 2'b10;

reg [1:0] state_reg, state_next;

reg [3:0] bit_cnt;

// FSM next-state logic

always @ (state_reg or rx)

begin

state_next = IDLE;

case (state_reg)

IDLE:

if (rx == 1'b0)

state_next = START;

START:

if (bit_cnt == 4'd8 && rx == 1'b1)

state_next = DATA;

DATA:

if (bit_cnt == 4'd11 && rx == 1'b1)

state_next = IDLE;

endcase

end

// FSM state flip-flops

always @ (posedge clk or negedge rst_n)

begin

if (!rst_n)

state_reg <= IDLE;

else

state_reg <= state_next;

end

// Data sampling

always @ (posedge clk or negedge rst_n)

begin

if (!rst_n)

begin

bit_cnt <= 4'd0;

data <= 8'd0;

data_valid <= 1'b0;

end

else

begin

case (state_reg)

START:

bit_cnt <= 4'd1;

DATA:

if (bit_cnt < 4'd9)

begin

bit_cnt <= bit_cnt + 4'd1;

data[7-bit_cnt] <= rx; // Sample data bit

end

default: ;

endcase

if (state_reg == DATA && bit_cnt == 4'd9)
begin
data_valid <= 1'b1; // Mark data as valid for one clock cycle
bit_cnt <= 4'd10; // Prevent data_valid from staying high indefinitely
end
else
data_valid <= 1'b0;
end

end

endmodule

在这个例子中,uart_rx模块接收名为rx的串行数据输入,clk是系统时钟输入,rst_n是异步复位输入。模块输出data是接收到的8位数据,data_valid是一个单比特信号,在有效数据被采样时为高电平。

请注意,这个例子没有实现奇偶校验、停止位检测或波特率生成器。这些功能可以根据需要添加到设计中。

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