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--- 串口监视系统设计 [2019/04/12 02:10]
gongyu
+++ 串口监视系统设计 [2020/01/18 21:54]
gongyu
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 ### 串口监视系统设计
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-###实验任务
+#### 实验任务
   * 任务：基于 STEP-MAX10M08核心板 和 STEP BaseBoard V3.0底板 完成串口监视系统设计并观察调试结果。
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   * 解析：通过FPGA编程驱动底板上的CP2102串口通信模块，接收来自PC(串口调试助手)或其他串口设备的数据，经过处理，最后通过驱动8位扫描式数码管模块，将接收到的数据显示在底板数码管上。
-====实验目的====
+#### 实验目的
 本实验主要学习串口（UART）总线工作原理、协议及相关知识，练习如何使用FPGA驱动CP2102模块实现串口通信设计，同时复习上节中扫描式数码管模块的实例化应用。
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   * 完成串口监视系统设计实现
-====设计框图====
+#### 设计框图
 根据前面的实验解析我们可以得知，该设计可以拆分成三个功能模块实现，
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 {{:6-Top-Down层次设计.png?600|Top-Down层次设计}}{{:6-模块结构设计.png?500|模块结构设计}}
-====实验原理====
-===UART接口介绍===
+#### 实验原理
+##### UART接口介绍
 {{:6-UART通信接口.png?400|UART通信接口}}
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   * 空闲位：处于逻辑 1 状态，表示当前线路上没有资料传送。
-===UART模块连接===
+##### UART模块连接
 STEP BaseBoard V3.0底板上的基于CP2102方案的UART通信模块电路图如下：
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 上图为基于CP2102方案的UART通信模块电路图，可以看到CP2102方案非常简洁，无需外置USB通信时钟晶体（内部集成），CP2102芯片TXD和RXD分别与FPGA芯片RXD和TXD连接，同时两个信号都连接了LED灯，这样当UART通信时，随着数据传输对应LED灯也会快速闪烁，起到UART通信指示灯的作用。CP2102芯片DTR和RTS通过两个三极管搭建流控电路，连接WIFI模块ESP8266-12F，使用UART模块烧写ESP8266模块的固件时就无需手动进入固件烧写模式了，这个会在后续涉及WIFI通信的实验中详细介绍，这里可以不用理会。
-===UART驱动实现===
+##### UART驱动实现
 {{:6-串行总线对比.png?600|串行总线对比}}
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 当我们需要UART发送数据的时候只需要实例化发送功能部分设计，需要UART接收数据的时候只需要实例化接收功能部分设计，例如本设计中FPGA驱动UART模块接收电脑串口调试助手发出的数据，所以我们就只需要实例化接收功能部分设计即可。
-===系统总体实现===
+##### 系统总体实现
 刚刚学习了UART通信模块，本设计只需要使用接收功能部分设计，每一次通信都会得到一个8位数据，怎样将8位数据对应得数据显示在数码管上呢？我来先来了解一下UART接受到的8位数据与要显示数字的关系
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-====实验步骤====
+#### 实验步骤
   - 双击打开Quartus Prime工具软件；
   - 新建工程：File → New Project Wizard（工程命名，工程目录选择，设备型号选择，EDA工具选择）；
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-====实验现象====
+#### 实验现象
 使用两根Micro-USB线同时连接核心板和底板的USB接口，将程序下载到FPGA中，数码管处于不显示的状态，打开电脑上的串口调试助手，按照前面图片配置相应参数，在数据发送窗口输入数字，点击发送观察底板数码管的变化，重新输入数字，点击发送再次观察底板数码管的变化。