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基于FPGA的通用异步收发器的设计

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简介：
本项目设计了一种基于FPGA的通用异步收发器，适用于多种通信协议，具备高可靠性和灵活性，实现数据高效传输。 采用Verilog HDL语言描述硬件功能，并运用模块化设计方法分别开发了通用异步收发器（UART）的发送模块、接收模块和波特率发生器。结合现场可编程门阵列(FPGA)的特点，实现了一个可以移植的UART模块。该设计方案不仅实现了串行异步通信的主要功能，而且电路简单可靠，并能够灵活地应用于各种通信系统中。

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  • 基于FPGA的通用异步收发器设计
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    本项目致力于开发一种基于FPGA的通用异步收发器（UART）设计方案，旨在实现高效的数据传输与接口兼容性。通过硬件描述语言编程，优化UART模块以适应多种通信协议需求，并确保低延迟和高可靠性数据交换。该设计具有广泛的应用前景，适用于嵌入式系统、物联网设备等领域。 通用异步收发器（UART）是一种用于微机与外设之间数据交换的短距离串行通信接口，在低速、低成本的应用场景下尤为适用。常见的UART器件包括8250、8251以及NS16450等芯片。 随着半导体技术的进步，数百万晶体管被集成到电子系统中，这不仅提高了系统的灵活性和紧凑性，还减小了电路体积，并增强了可靠性和稳定性。本设计采用自顶向下的方法，使用Verilog_HDL语言进行编程，并借助QUARTUSⅡ仿真工具实现了模块化设计。在这一过程中，我们主要开发了接收与发送等核心功能模块，最终完成了FPGA片上UART的设计。 通过实验装置间的实际数据通信测试验证了系统的各项性能指标，结果表明所实现的UART达到了预期目标。此外，该设计方案也适用于其他类似电子器件的设计工作。
     
  • 基于FPGA的通用异步收发器的设计
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    本项目设计了一种基于FPGA的通用异步收发器，适用于多种通信协议，具备高可靠性和灵活性，实现数据高效传输。 采用Verilog HDL语言描述硬件功能，并运用模块化设计方法分别开发了通用异步收发器（UART）的发送模块、接收模块和波特率发生器。结合现场可编程门阵列(FPGA)的特点，实现了一个可以移植的UART模块。该设计方案不仅实现了串行异步通信的主要功能，而且电路简单可靠，并能够灵活地应用于各种通信系统中。
     
  • UART的FPGA通用异步收发器设计
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    本项目旨在设计一种基于FPGA技术的通用异步收发器（UART），以实现高效、可靠的串行通信，适用于多种嵌入式系统和数字电路。 FPGA通用异步收发器设计（UART）
     
  • 基于FPGA的通用异步收发器(串口通信)设计.doc
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    本文档探讨了在FPGA平台上实现通用异步收发器（UART）的设计方法与应用，重点介绍了一种高效的串行通讯解决方案。 本段落介绍了一种基于FPGA的通用异步收发器设计，主要用于串口通信。实验目的是掌握EDA工具软件的基本使用方法，熟悉VHDL硬件描述语言编程及其调试技术，并学习如何利用FPGA实现接口电路的设计。实验内容包括运用FPGA逻辑资源编写程序以创建一个串行通用异步收发器，采用VHDL硬件描述语言进行编程并开发，在QuartusII6.0软件环境下完成相关工作。本段落提供了一种解决串口通信问题的方案，并为FPGA的应用提供了有价值的参考依据。
     
  • 通用异步收发器在FPGA上的实现
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    本文探讨了如何在FPGA硬件平台上高效地实现通用异步收发器（UART），详细介绍了设计方法与应用实践。 UART（通用异步收发器）是一种广泛使用的短距离串行传输接口。它常用于短距离、低速和低成本的通信场景中。8250、8251、NS16450等芯片是常见的UART器件。基本的UART通信只需要两条信号线（RXD、TXD），就可以实现数据的全双工形式相互通信，其中TXD为发送端输出，而RXD为接收端输入。
     
  • wk2124_vk2124_四通道_通用异步收发器
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    该产品为一款四通道通用异步收发器，具备高效的数据传输能力，适用于多种通信接口需求。 串口扩展功能允许每个子通道的UART独立设置波特率、字长和校验格式，并且最高通信速率可达2Mbps。
     
  • 异步 UART 收发器
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    异步UART收发器是一款高效的串行通信设备，支持全双工数据传输，适用于远距离、低成本的数据交换场景。 异步通信收发器的代码可以用Verilog语言编写，大家可以下载来看看，质量不错。
     
  • 基于FPGA的异步FIFO设计与实现
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    本项目聚焦于在FPGA平台上进行异步FIFO的设计与优化。通过硬件描述语言实现数据缓冲机制，有效解决了时钟域交叉问题，提高了系统稳定性和性能。 本设计使用16*8 RAM实现一个异步FIFO，并定义了以下功能： 1. 异步复位。 2. 当FIFO不为满且写使能有效时，在写时钟的上升沿向FIFO中写入数据。 3. 当FIFO不为空且读使能有效时，在读时钟的上升沿从FIFO中读出数据。 4. FIFO写满或读空的时候，分别产生满信号和空信号。 5. 一旦FIFO空或者满，进行复位操作。 文件包含QuartusII工程以及ModelSim仿真工具用于逻辑仿真和时序仿真的内容。
     
  • 基于FPGA的异步FIFO跨时钟域设计
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    本项目聚焦于利用FPGA技术实现高效的异步FIFO（先进先出）存储器系统，特别针对不同频率的时钟信号间的通信问题提出解决方案。通过精心设计的握手协议和缓冲机制，确保数据在不同的时钟域之间安全、可靠地传输，提高系统的稳定性和性能。 异步FIFO设计根据full和empty产生方法可以分为以下几种： - Binary Code 结合保持握手：采用二进制寻址方式，并通过同步化后的比较来生成空满标志。 - Gray Code结合同步器：同样是使用二进制寻址，但经过Gray码的同步化处理后进行比较以确定空满状态；或者直接用Gray码作为地址并完成相应的同步操作后再做判断。
     
  • 基于ADXL345的FPGA计步器设计
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    本项目介绍了一种基于ADXL345加速度传感器和FPGA技术实现的智能计步器设计方案。通过优化算法提升计步精度与响应速度，适用于个人健康监测需求。 本项目探讨了如何利用FPGA设计一个基于ADXL345的计步器。ADXL345是一款高性能、低功耗的三轴数字加速度计，在运动设备、健康监测及物联网领域应用广泛。由于其可编程性和灵活性，FPGA成为实现此类复杂系统设计的理想平台。 项目深入探讨了与ADXL345传感器交互的代码模块，包括通过I2C接口读取Z轴上的加速度数据以及确保数据正确传输到和从传感器中所需的驱动程序。这些功能主要由ADXL345_rw.v.bak文件中的ADXL345驱动模块及i2c_dri.v.bak文件中的I2C驱动程序实现。 下一步是分析所收集的加速度数据，以计算步数。这通常涉及将处理逻辑整合到一个顶层模块中（如ADXL345_top.v.bak），该模块包含滤波、峰值检测和计步等步骤。数字低通滤波器常用于消除噪声并提取有意义的信息；而通过监测加速度值的变化来确定每一步。 此外，项目还包括数码管驱动代码以显示计算出的步数（如seg_scan.v.bak和seg_decoder.v.bak文件中）。这些模块负责将数据转换为相应的段信号，并动态地扫描各段实现低功耗显示。AT24C64 EEPROM仿真模型则用于存储非易失性信息，通过I2C接口进行读写操作。 最后，项目配置文件（如adxl345.qpf和adxl345.qsf）定义了设计约束及引脚分配；而仿真报告提供了关于性能、时序等关键指标的信息。整体而言，该项目展示了FPGA在嵌入式系统设计中的强大应用能力，通过集成硬件接口驱动、传感器数据处理以及用户界面显示等功能模块实现了计步器的设计目标。