前言

本實驗是基于FPGA的串口通信實驗，

想要完整電路圖的同學可直接可加我微信：wxid_c82ezb72s7cf22或QQ:1871478767，

一、實驗結果

①：串口發送0~255資料，通過按鍵來控制，按鍵每按下一次，就實作發送一次資料，并且資料加一，如下圖所示：
②：和①大致一樣，每次按鍵按下，資料就減一，如下圖：

③：對于波特率，本次實驗也是將其單獨獨立出來，用戶可以隨意更改，本次我采用的是9600.

二、實驗步驟

本實驗總共只有兩個模塊，一個是按鍵消抖模塊，另一個是串口通信中的發送模塊，

頂層模塊

module top_uart(
      input        sys_clk,       //時鐘信號50Mhz
      input        sys_rst_n,     //復位信號
      
      input        key,           //按鍵信號       
      output     uart_txd,                 //UART發送埠
      output   wire  key_value,
      output    wire key_flag
      );
      

assign uart_en = key_flag & (~key_value);

//*****************************************************
//**                    main code
//*****************************************************
//串口發送模塊
s_c u_s_c(
    .sys_clk        (sys_clk),
    .sys_rst_n      (sys_rst_n),
    .key_value      (key_value),
    .uart_en        (uart_en),
    .uart_txd        (uart_txd )
   );

//按鍵消抖模塊
key_debounce u_key_debounce(
    .sys_clk        (sys_clk),
    .sys_rst_n      (sys_rst_n),
    
    .key            (key),
    .key_flag       (key_flag),
    .key_value      (key_value)
    );
    
endmodule

串口發送模塊中的累加模塊

always @(posedge sys_clk or negedge sys_rst_n) begin         
    if (!sys_rst_n)
       uart_din <= 8'b0;   
    else if(uart_en)
    uart_din <= uart_din + 1'd1;
    else
          uart_din <= uart_din;   
 end

之前要定義一下uart_din的位寬，我此處定義的是8位，即是最大值為255，用戶可以根據自己的需要進行改動，此處不做過多的贅述，

波特率

用戶可以自行更改波特率

parameter  CLK_FREQ = 50000000;          
parameter  UART_BPS = 9600;     //波特率此處更改         
localparam BPS_CNT  = CLK_FREQ/UART_BPS;

邊沿檢測

//捕獲uart_en上升沿，得到一個時鐘周期的脈沖信號
assign en_flag = (~uart_en_d0) & uart_en;
//assign en_flag = (~uart_en_d1) & uart_en_d0;                                                 
always @(posedge sys_clk or negedge sys_rst_n) begin         
    if (!sys_rst_n) begin
        uart_en_d0 <= 1'b0;                                  
        //uart_en_d1 <= 1'b0;
    end                                                      
    else begin                                               
        uart_en_d0 <= uart_en;                               
        //uart_en_d1 <= uart_en_d0;                            
    end
end

實驗中遇到的問題及解決辦法

我在本次實驗中遇到了許多問題，但是最值得被記錄的一個是這個邊沿檢測的時序問題，
在上述邊沿檢測代碼中，可以看到我注釋了一些，那是因為如果將uart_en打兩拍之后，取//assign en_flag = (~uart_en_d1) & uart_en_d0，這個則是取第二拍,如下圖所示：

圖中的箭頭是第一拍，
這個的結果是，發出的資料從01開始累加，而不是從00開始，
我改進的辦法在上述代碼中也可以看出，上時序圖：

這樣改進之后，就會取第一拍，就是從00開始計數了，