如何使用RS-232发射器和接收器？

前言

设计一

设计二（回环）

设计二（回环）测试

前言

前面讲到了波特率的产生，发射器以及接收器：

RS232 波特率时钟产生方法？

RS-232 Transmitter

RS-232 Receiver

如何把这些模块链接起来，实现一些功能呢？

这篇博文就是干这个事情的。

参考链接：https://www.fpga4fun.com/SerialInterface5.html

原文提供的思路已经很不错了。

我之前也写过一篇有发射器和接收器构成的一个RS232回环实验：

UART的回环实例

设计一

好了进入正题：

这种设计允许从PC控制一些FPGA引脚（通过PC的串行端口）。

它在FPGA上创建8个输出（名为“GPout”的端口）。 GPout由FPGA接收的任何字符更新。
FPGA上还有8个输入（名为“GPin”的端口）。每次FPGA接收到字符时都会发送GPin。
GP输出可用于从PC远程控制任何东西，可能是LED或咖啡机......

给出Verilog描述：

module serialGPIO(input clk,input RxD,output TxD,output reg [7:0] GPout,  // general purpose outputsinput [7:0] GPin  // general purpose inputs
);wire RxD_data_ready;wire TxD_busy;wire [7:0] RxD_data;
asy_receiver RX(.clk(clk), .RxD(RxD), .RxD_data_ready(RxD_data_ready), .RxD_data(RxD_data));
always @(posedge clk) if(RxD_data_ready) GPout <= RxD_data;asy_transmitter TX(.clk(clk), .TxD(TxD), .TxD_start(RxD_data_ready), .TxD_data(GPin), .TxD_busy(TxD_busy));endmodule

调用的模块代码就不在粘贴一遍了，去其他博文里面找。

这里给出RTL原理图，以便看出原理，以及这些模块是如何连接的：

从这幅原理图可以看出RX与TX之间的连接关系，RX接收外部的串行输入，当接收完毕后，RXD_data_ready有效，作为后面同步寄存器的使能，延迟一拍后，通过GPout输出。

同时TX模块接收一个8位数据GPin，开始发送信号也为RxD_data_ready，也就是说，当RX模块接收完数据后，Tx就开始发送GPin。

设计二（回环）

如果将RxD_data直接作为TX的输入，则形成一个RS232回环：

module serialGPIO(input clk,input RxD,output TxD//    output reg [7:0] GPout,  // general purpose outputs
//    input [7:0] GPin  // general purpose inputs
);wire RxD_data_ready;wire TxD_busy;wire [7:0] RxD_data;
asy_receiver RX(.clk(clk), .RxD(RxD), .RxD_data_ready(RxD_data_ready), .RxD_data(RxD_data));
//always @(posedge clk) if(RxD_data_ready) GPout <= RxD_data;asy_transmitter TX(.clk(clk), .TxD(TxD), .TxD_start(RxD_data_ready), .TxD_data(RxD_data), .TxD_busy(TxD_busy));endmodule

RTL原理图为：

话说链接是连接了，但是能不能正常工作呢？

第一步，写个测试代码验证一下呗。

设计二（回环）测试

测试代码很简单，直接用之前的 RS232 Receiver

`timescale 1ns / 1psmodule serialGPIO_tb( );reg clk;reg RxD;//wire RxD_data_ready;//wire [7 : 0] RxD_data;  // data received, valid only (for one clock cycle) when RxD_data_ready is assertedwire TxD;parameter DATA0 = 10'b1101001010; //从低位开始发送
//  parameter DATA1 = 10'b1010011010;reg [9:0] data_in;integer i;initial beginclk = 0;forever #20 clk = ~clk;endinitial begindata_in = DATA0;for(i = 0; i < 9; i = i + 1) begin#8700 RxD = data_in[i]; end#26100for(i = 0; i < 9; i = i + 1) begin#8700   RxD = data_in[i];end//#10000 $stop;endserialGPIO u_serialGPIO(.clk(clk),.RxD(RxD),.TxD(TxD)    );endmodule

仿真效果很满意：

RxD_data_ready有效时，接收完毕，于此同时TxD_start有效，开始发送数据。

最后设计一的仿真自己做吧。