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本期内容来源于：
Casper.T，电子与通信工程专业，在读硕士，对模拟通信，智能电子设计以及FPGA图像处理和加速器有丰富的设计经验。现主要从事电子信息技术运营方面的工作。 |
所谓串口，顾名思义就是串行接口。串口的设计，实际上就是设计串口的通信协议，而常用的串口通信协议有RS-232、RS-422、RS-485。在这里，笔者以RS-232为例，设计实现一个串口发送模块。至于其他两种协议，感兴趣的同学可以自行学习一下，网上能查到很多资料。好了，废话不多说，我们直奔主题，下面直接给出串口通信的协议：
可以看到，在空闲状态下，发送总线为高电平1，而当有数据需要发送时，发送总线首先拉低，产生一个起始位，紧接着，依次发送数据的第0位到第7位，当8位数据发送结束，如果需要进行数据校验，则产生校验位，若不需要，则发送总线直接拉高，产生停止位，8位数据发送结束。
整个过程很简单，我们只需要在特定的时间让总线产生特定的信号便可。好了，串口发送的时序就介绍到这里，下面说说具体怎么实现。
首先，我们要发送数据，就一定要考虑到数据发送的速度，总不能一会快一会慢对不对，当然也不能连你这个设计者都不知道发送完8位数据需要多少时间。说到速度问题，这里引入一个波特率的概念，常用的波特率有：9600、19200、38400、115200等。在此文中，笔者将使用9600的波特率，来设计一个串口发送模块。
9600的波特率，说白了就是9600Hz/S，是数据发送的速度。举个栗子，比如这里采用9600的波特率，那么发送一位数据需要的时间便是9600分之1秒，这么说大家明白了吗？简单理解为波特率就是发送数据的速度就可以了。那么这个时候有人问了，你说了半天波特率，我还是不知道波特率是什么怎么办？对于这个，我只能说非常抱歉，同学你还是去查查百度吧，笔者没有说清楚的，百度搜索一定能为你解答。
好了，波特率已经交代了，我们知道它实际上就是一个频率，一个发送数据的频率，也就是发送数据的速度。那么，如何来产生这个频率呢？要知道，这个频率可不是凭空就有的。
想必说到频率，一定有同学已经想到了，没错，就是分频计数而已。不就是要得到9600Hz的时钟频率么，一个简单的计数器就能搞定！
既然要用到计数器，那么这个计数器，究竟要计数多少次呢？这里，给出一个简单的计算方法。
由于笔者手中开发板的时钟频率是50MHz，这里就以50MHz的时钟频率为栗：
解释一下，就是用系统时钟的频率，除以我们需要的频率（这里我们需要9600Hz），得到的结果，就是我们分频计数器需要计数的次数，每计满5208次，产生一个高电平，就能最终产生9600Hz的频率。这里，由于系统时钟频率的单位是MHz，而9600波特率的单位是Hz，所以需要先统一单位，因为应该是50_000_000/9600。自己算过的同学肯定发现了，50_000_000/9600的结果分明是5208.333333......无数个3啊，你这么写行吗？对于这种能自己动手计算的同学，笔者首先恭喜你，在学习FPGA的路上，你已经超过了很多人。不要看这个简单，我们学习技术，就是要多动手自己做，才能发现问题，解决问题，在解决问题中成长，才能进步的更快......咳咳好像偏题了，好了我告诉你同学，小数点后面这些3，你尽管让他们见鬼去吧！不会有问题的！
好了，波特率我们也有了，现在，我们来具体分析一下串口发送模块，究竟该怎么实现。这里，笔者先上一张模块信号图如下：
问：端口等定义好了，此时不码代码，还要等到什么时候，你敢码出来让我长长眼吗，我后码为敬？
答：
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发表于 2020-6-22 10:38:52
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