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使用FPGA(UART)模块,并基于QUARTusII环境,采用Verilog语言进行编写。

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简介:
我独立开发了一款FPGA异步串口通信模块(UART),该模块的开发环境为QUARTusII,采用Verilog语言进行编写,并包含了完整的仿真验证以及所有程序代码和详细说明文档。经过严格的测试与验证,该模块展现出卓越的稳定性以及极高的实用参考价值!

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客服
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  • FPGAUART)设计,使QUARTUS II和Verilog
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    本项目专注于基于QUARTUS II开发环境运用Verilog语言进行FPGA UART接口的设计与实现,强调硬件描述语言在通信协议中的应用。 本人编写了一个FPGA异步串口通信模块(UART),基于QUARTUS II环境并使用Verilog语言。该模块包含仿真和全部程序及说明,并已通过验证,具有良好的稳定性和参考价值。
  • VerilogUART串口代码
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    这段代码是用Verilog语言编写的一个UART(通用异步收发传输器)串口通信模块。它实现了数据的发送与接收功能,适用于FPGA或ASIC设计中的嵌入式系统开发。 UART串口模块是数字系统中的常见异步通信接口,在嵌入式系统、微控制器及其他设备间的数据传输中有广泛应用。Verilog是一种用于设计与验证数字逻辑电路的硬件描述语言,适用于包括UART在内的多种通信接口的设计。 本段落将深入探讨如何用Verilog实现UART串口模块及其关键知识点。 首先,理解UART(通用异步收发器)的工作原理非常重要:它基于起始位、数据位、奇偶校验位和停止位来传送信息。发送时,数据被转换为连续的比特流;接收端则将此比特流转换回原始的数据格式。此外,UART支持多种波特率以适应不同的传输速度需求。 在Verilog中实现一个完整的UART串口模块需要关注以下几个方面: 1. **波特率发生器**:该组件负责生成定时信号,用分频技术来确定合适的时钟周期,并确保发送和接收的同步性。例如,在9600bps的波特率下,系统时钟需经适当处理以满足此需求。 2. **移位寄存器**:用于数据格式转换的核心部分——在发送过程中将并行数据转为串行流;反之亦然。 3. **状态机设计**:有效管理UART操作的不同阶段(如等待起始位、接收/发送数据等),确保通信协议的正确执行。 4. **控制逻辑**:处理与外部设备交互的各种信号,保证传输过程中的可靠性和效率。 5. **数据缓冲区**:通过FIFO结构实现待发或已收信息的存储功能,在不同波特率间进行同步操作时尤为关键。 在设计过程中还需注意以下几点: - 同步和异步处理原则的应用,以适应可能存在的跨时钟域通信问题。 - 错误检测与恢复机制的设计(如奇偶校验、CRC等),确保数据传输的准确性。 - 中断逻辑的实现,以便于处理器在特定事件发生时做出响应。 - 设计兼容性考虑:确保所设计模块符合标准接口要求。 综上所述,利用Verilog语言结合对UART通信协议的理解及数字系统的设计原则,可以构建出一个高效且可靠的UART串口模块。这不仅需要深入了解上述各个组成部分的功能和实现方式,还需根据实际硬件平台与应用需求进行优化调整。
  • 在LinuxC俄罗斯方
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    本项目是在Linux操作系统下使用C语言开发的一款经典游戏——俄罗斯方块。通过该项目,学习和实践了C语言编程、图形界面设计及游戏逻辑实现等技能。 《Linux环境下C语言实现的俄罗斯方块》 俄罗斯方块是一款自1984年诞生以来就风靡全球的经典游戏,以其简洁规则与无尽挑战性吸引了无数玩家的喜爱。在本项目中,我们将在Linux操作系统下使用C语言来重现这款经典之作。 作为一门基础且高效的编程语言,C语言能够帮助开发者更好地理解和控制程序的执行过程。在此过程中,我们需要掌握C语言的基本语法和数据结构知识。在这个项目里,“block.c” 和 “main.c” 是主要源代码文件。“block.c” 文件可能定义了俄罗斯方块的各种形状及其处理逻辑;而“main.c” 则负责游戏主循环、用户输入的接收以及游戏状态更新等任务。“block.h” 作为头文件,提供了相关数据结构及函数原型的定义,方便不同源文件之间的通信。 二维数组在C语言中扮演着重要角色,在本项目里它被用来代表俄罗斯方块的游戏网格。每个元素可以表示一个空格或特定形状的方块。通过修改这些值我们可以实现对游戏内方块移动、旋转和行消除等效果的操作控制。设计合理的算法来决定下落速度、旋转方式以及何时进行行消除是本项目的关键所在。 为了简化编译过程,我们使用了“Makefile”这一构建工具。“make”命令用于自动化地执行由“Makefile”定义的规则,包括指定源文件、编译选项和目标可执行程序。例如,在Linux环境下通常会用到GCC(GNU Compiler Collection)作为C语言代码的编译器,并通过运行 “make” 命令将源码转换成名为test 的可执行程序。 游戏启动后可以通过命令行输入“./test”来开始游戏,该程序可能包含了一个简单的字符图形界面,用于接收用户方向键输入以控制方块移动和旋转。由于是在Linux环境下运行,所以其图形表现相对朴素,主要依赖于文字与颜色的变化展示当前的游戏状态。 这个项目涵盖了C语言的基本知识(如变量、数组、函数等),同时也涉及到文件操作及进程管理等相关概念的学习。对于初学者而言,这是一个非常好的实践平台,在加深对编程语言和操作系统理解的同时还能体验到编程的乐趣与挑战性。通过阅读并分析这些代码,我们不仅能够学习如何使用C语言构建一个完整的游戏项目,还能够在解决问题以及提升逻辑思维能力方面有所收获。
  • 使VivadoFPGAUART代码.zip
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    本资源包提供使用Xilinx Vivado工具为FPGA编写UART接口代码的示例和教程。包含详细的注释、配置步骤及测试方法,适合初学者学习与实践。 利用Vivado在Xilinx的板子上实现一个功能模块,该模块能够支持有无奇偶校验位、停止位数可调、数据位数可调以及接收错误验证等功能,并包含详细的实验报告和代码解释。
  • FPGA的数字钟设计——Verilog HDL
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    本项目基于FPGA平台,利用Verilog HDL语言实现了一个功能完备的数字钟设计。通过硬件描述语言编写时钟模块、计时器及显示驱动程序,实现了时间显示和调整等功能,展示了FPGA在数字系统设计中的应用优势。 程序采用分模块设计原则:主控制模块负责整体运行与关闭;分频器模块生成所需的1Hz和1kHz时钟信号;按键防抖模块消除按键抖动影响;时钟主体正常运作,可显示24小时时间;按键调时模块用于调整分钟设置;数码管显示模块通过动态显示原理实现时间和分钟的展示。设计功能包括:正常显示、按键调时时钟以及到点报时。
  • FPGA的数字时钟设计,数码管显示小时、分钟和秒,使Verilog
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    本项目利用FPGA平台与Verilog硬件描述语言实现了一个数字时钟的设计,通过数码管实时显示时间(小时、分钟及秒)。 **基于FPGA的数字时钟设计** 在现代电子设计领域,FPGA因其可编程性和高速运算能力被广泛应用于各种数字系统的设计中。本项目是一个基于FPGA的数字时钟实现,它能够实时显示小时、分钟和秒,并使用数码管作为显示界面。此设计完全采用Verilog语言编写,利用其并行处理特性来高效地管理时间计数与显示。 **Verilog简介** Verilog是一种硬件描述语言,用于定义电路的功能及行为模式,在FPGA和ASIC设计中尤为适用。在本项目里,使用Verilog代码构建时钟的计数逻辑以及数码管驱动逻辑。 **数码管显示原理** 数码管由七段或八段组成,每一段代表一个二进制位。通过控制这些段的亮灭状态来展示0至9之间的数字。设计中需要编写相应的逻辑电路以正确地点亮特定的部分,在恰当的时间点上显示出当前小时、分钟和秒。 **时钟计数器** 计数器是该时间显示装置的核心,用于追踪时间的变化情况。通常情况下需要三个独立的计数单元:一个负责秒钟,另一个管理分钟,还有一个处理小时部分。这些组件会随着系统脉冲而增加,并在到达预设的最大值(如59秒、59分或23小时)时进行重置操作以保证准确性。 **开发工具介绍** Vivado和Quartus II是两种常用的FPGA设计软件,支持Verilog代码的编写与实现。它们都提供从编译到仿真再到部署的一系列功能,在这些平台上可以导入并测试本项目的方案。 **实施步骤** 1. **创建模块**: 首先需要建立一个包含整个时钟系统的Verilog模块,其中包括内部计数器和数码管驱动逻辑。 2. **编写计数单元**: 分别为秒、分钟及小时设计独立的计数器,并确保在达到最大值后能够正确地重置自己。 3. **定义接口信号**: 设立与实际使用的数码管之间的连接方式,包括段选以及位选等控制线以驱动显示设备正常工作。 4. **集成顶层模块**: 将各个子模块整合到一个整体框架内,并且将其输出端口映射至FPGA的物理引脚上。 5. **逻辑验证**: 在Vivado或Quartus II软件环境中执行模拟测试,确认所设计的时间显示功能在不同时间段内的准确性。 6. **编译下载**: 完成上述步骤后,使用工具进行综合处理生成适合目标硬件平台的数据文件,并且将其部署到FPGA设备上。 **总结** 基于FPGA的数字时钟项目展示了如何利用Verilog编程语言和相关开发软件来实现一个完整的数字系统。通过这个实践案例的学习,开发者能够更好地掌握FPGA的工作机制以及提高自己的设计能力。
  • Verilog UART
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    本模块基于Verilog语言设计,实现UART通信协议的功能。适用于FPGA和ASIC项目中的串行数据传输需求,提供灵活的配置选项以适应不同应用场景。 使用Verilog编写UART模块时,可以在例化该模块的过程中配置其工作频率与时钟波特率,并且内部集成了晶振与波特率计数器偏差校正功能(通过最小边沿进行校正),能够修正-10%到+10%范围内的误差。接收部分采用7点采样技术以提高信号的准确性。 以下是UART模块的一个实例化示例: ```verilog uart #(.freq_clk(24), .freq_baud(57600)) m1( .clk(clk_24mhz), .reset_n(reset_n), .tx(uart_tx1), .rx(uart_rx1), .data_to_tx_flag(tx_flag), .data_to_tx(tx_data), // 忽略未使用的输出端口 .busy(), .send_ok(tx_send_ok), .data_from_rx_flag(rx_flag), .data_from_rx(rx_data) ); ``` 在上述代码中,`freq_clk(24)`代表模块的时钟频率为24MHz;而`freq_baud(57600)`则指定了波特率为57.6Kbps。另外,输入输出信号包括了复位信号、接收和发送引脚以及数据传输标志等均被正确地连接到了相应的端口上。
  • Verilog简易版俄罗斯方
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    本项目采用Verilog硬件描述语言实现了一个简化版本的俄罗斯方块游戏。通过FPGA开发板进行验证和展示,为学习数字逻辑设计与编程提供了实践平台。 压缩包里有两个文件:一个是课程设计期间调试过的可以直接使用的版本;另一个是我进行了部分修改但尚未在硬件上进行测试的版本,虽然目前我没有实际设备来验证其功能,不过该文件有详细的注释以帮助理解程序逻辑。具体的程序解释请参阅我的博客文章。 初来乍到,请多关照~
  • 求和程序DOSBox验证
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    本项目通过汇编语言编写一个简单的数值求和程序,并使用DOSBox模拟器来运行、调试该程序,以实现对结果的有效验证。 请使用汇编语言编写求和程序,并通过DOSBox进行验证。