利用UART传输数据

小梅哥AC620开发板试用体验继续     最近在准备电赛，在做数字频率计相关的题目时恰好有FPGA相关的应用。考虑到其高速运算性能，在数字频率计这样的高速运用中有很大的用武之地，因此今天学习一下如何利用FPGA进行收发数据。为了保证电子系统中的上位机、下位机正确通信传输数据，我们需要为它们编写通信协议。
     目前常用的通信协议有I2C，SPI，UART等等，考虑到UART电路结构简单且大部分人都有基础涉猎，因此我决定先从UART开始学起。
    UART通信在使用前需要做多项设置，最常见的设置包括数据位数、波特率大小、奇偶校验类型和停止位数。而对这些参数设置的过程，即是我们所谓的编写协议。下面，我分别就发送端与接收端进行简要的试用介绍

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一、波特率设定

    有过单片机开发经验的朋友们都知道，为了实现不同波特率的传输，我们通常利用查找表的思想，对板载计数器分别赋以不同的初始计数值，本模块的设计需要同时保证复用性，当需要不同波特率时，只置不同计数器的起始值即可。具体代码实现如下：

1. always@(posedge Clk or negedge Rst_n)
   
2.         if(！Rst_n)
   
3.                 bps_DR 2)))
   
4.                 uart_state <= 1'b0;
   
5.         else
   
6.                 uart_state <= uart_state;               

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其中值得一提的是，如何判断信号是否有效。如上所述，在一位数据的中央位置，信号比较稳定。因此在这六次采样信号之中，若有三次以上为1，则可视为高电平。考虑到最高为在1+1+1时必定大于1，在高电平次数小于3时必定小鱼1。因此可直接根据高电平判断。

另外，这里我们定义的r_data_byte可以参考为C语言中的二维数组，是一个存储器型变量。在这里，他是一个有8位寻址地址的3位存储器。实际上，我们传输的数据即是在某一个八位地址之下，经过数据判决（是否为1）之后的这个三维存储器的值。关于存储器型变量的定义大家可以参照Verilog相关教材，小梅哥的教学视频中也介绍得比较充分。

至此，数据接收模块基本设置完成，接下来对其进行测试验证。

三、模块的测试验证

与发送模块类似，我们依旧利用ISSP进行例化，此时，同样利用串口猎人，我们在串口猎人处发送数据。其结果如下所示：

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上面就是我这次对AC620的串口数据发送、接收模块的使用体验。除了再次熟悉了电子系统中上下位机交换数据的必要步骤之外，更加深了对FPGA工程应用体验的认识。在此再次对小梅哥无比坚实的资源支持进行感谢！学习过程中遇到的模块理解问题，在小梅哥配套学习笔记中都有着非常详细的讲解。小梅哥AC620开发板及学习套件组绝对是入手FPGA工程开发的良心利器。

学无止境，希望大家都能加油！材料支持如此丰厚，不怕你不会，就怕你不学。