36.UART(通用异步收发传输器)-RS232(3)

(1)串口发送模块visio视图:

(2)串口发送模块Verilog代码:

/*
常见波特率: 4800、9600、14400、115200
在系统时钟为50MHz时,对应计数为:   
(1/4800)    * 10^9 /20 -1 = 10416     
(1/9600)    * 10^9 /20 -1 = 5207
(1/14400)   * 10^9 /20 -1 = 3471
(1/115200)  * 10^9 /20 -1 = 433 
*/module rs232_tx
(input   [16:0]  baud_set        ,input           clk             ,input           reset_n         ,input   [7:0]   tx_data         ,input           tx_start        ,output   reg    tx              ,output   reg    tx_done            );reg [15:0]      BAUD_MCNT       ;reg [7:0]       r_tx_data       ;reg             en_baud_cnt     ;reg [15:0]      baud_cnt        ;reg [3:0]       bit_cnt         ;//波特最大计数设计always@(posedge clk)begincase(baud_set)17'd4800    :BAUD_MCNT <= 16'd10416;17'd9600    :BAUD_MCNT <= 16'd5207;17'd14400   :BAUD_MCNT <= 16'd3471;17'd115200  :BAUD_MCNT <= 16'd433;default     :BAUD_MCNT <= 16'd5207;      //当输入baud_set为其他值时,一律当成9600处理。endcaseend//输入信号同步化处理always@(posedge clk)if(tx_start)r_tx_data <= tx_data;elser_tx_data <= r_tx_data;//波特率计数器使能信号设计always@(posedge clk or negedge reset_n)if(!reset_n)en_baud_cnt <= 1'd0;else if(tx_start)en_baud_cnt <= 1'd1;else if((bit_cnt == 4'd9)&&(baud_cnt == BAUD_MCNT))en_baud_cnt <= 1'd0;else en_baud_cnt <= en_baud_cnt;//波特率计数器模块设计always@(posedge clk or negedge reset_n)if(!reset_n)baud_cnt <= 16'd0;else if(!en_baud_cnt)baud_cnt <= 16'd0;else if(baud_cnt == BAUD_MCNT)baud_cnt <= 16'd0;else baud_cnt <= baud_cnt + 16'd1;//位计数器模块设计always@(posedge clk or negedge reset_n)if(!reset_n)    bit_cnt <= 4'd0;else if((baud_cnt == BAUD_MCNT) && (bit_cnt == 4'd9))bit_cnt <= 4'd0;else if(baud_cnt == BAUD_MCNT)bit_cnt <= bit_cnt + 4'd1;else bit_cnt <= bit_cnt;//tx输出序列机设计always@(posedge clk or negedge reset_n)if(!reset_n)tx <= 1'd1;else if(!en_baud_cnt)tx <= 1'd1;else if(baud_cnt == 16'd1)begincase(bit_cnt)4'd0:   tx <= 1'd0;4'd1:   tx <= r_tx_data[0];4'd2:   tx <= r_tx_data[1];4'd3:   tx <= r_tx_data[2];4'd4:   tx <= r_tx_data[3];4'd5:   tx <= r_tx_data[4];4'd6:   tx <= r_tx_data[5];4'd7:   tx <= r_tx_data[6];4'd8:   tx <= r_tx_data[7];4'd9:   tx <= 1'd1;default:tx <= 1'd1;endcaseendelse tx <= tx;//tx_done信号设计always@(posedge clk or negedge reset_n)if(!reset_n)tx_done <= 1'd0;else if((baud_cnt == BAUD_MCNT) && (bit_cnt == 4'd9))tx_done <= 1'd1;else tx_done <= 1'd0;endmodule

(3)串口发送模块仿真代码:

`timescale 1ns / 1psmodule rs232_tx_tb;reg     [16:0]      baud_set    ; 
reg                 clk         ;     
reg                 reset_n     ;
reg     [7:0]       tx_data     ;  
reg                 tx_start    ;wire                tx          ;
wire                tx_done     ;initial clk = 1'd1;
always #10 clk = ~clk;initial beginbaud_set <= 17'd9600;reset_n <= 1'd0;tx_data <= 1'd0;tx_start <= 1'd0;#21;reset_n <= 1'd1;#40;@(posedge clk);//输入数据0tx_data <= 8'd0;tx_start <= 1'd1;#20;tx_start <= 1'd0;#(5208 * 20 * 10);//输入数据1tx_data <= 8'd1;tx_start <= 1'd1;#20;tx_start <= 1'd0;#(5208 * 20 * 10);//输入数据2tx_data <= 8'd2;tx_start <= 1'd1;#20;tx_start <= 1'd0;#(5208 * 20 * 10);//输入数据3tx_data <= 8'd3;tx_start <= 1'd1;#20;tx_start <= 1'd0;#(5208 * 20 * 10);//输入数据4tx_data <= 8'd4;tx_start <= 1'd1;#20;tx_start <= 1'd0;#(5208 * 20 * 10);//输入数据5tx_data <= 8'd5;tx_start <= 1'd1;#20;tx_start <= 1'd0;#(5208 * 20 * 10);//输入数据6tx_data <= 8'd6;tx_start <= 1'd1;#20;tx_start <= 1'd0;#(5208 * 20 * 10);//输入数据7tx_data <= 8'd7;tx_start <= 1'd1;#20;tx_start <= 1'd0;#(5208 * 20 * 10);$stop;
endrs232_tx rs232_tx_inst
(.baud_set       ( baud_set)        ,.clk            ( clk     )        ,.reset_n        ( reset_n )        ,.tx_data        ( tx_data )        ,.tx_start       ( tx_start)        ,.tx             ( tx      )        ,.tx_done        ( tx_done )           );endmodule

(4)仿真波形:

同时,可以看见,tx一开始被赋予了高电平,在波特计数器计数为1,起始位时被拉低。

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