基于Robei EDA--实现串口数据包接收

news2025/1/20 11:00:37

一、定义串口传输协议帧

控制字的数据大小为一字节，定义帧头为（0xFE 0xDF）帧尾为（0xEF）

模块框图

内模块：串口接收，output：8位data

串口命令：对单字节数据接收进行缓存，5字节数据判断数据帧是否有效，提取正确的控制字

根据控制字解析，控制8位led的亮灭

二、串口命令转换模块设计（uart_cmd）

reg[7:0] data_str [4:0];//5个位宽为8的元素
//reg [7:0] count [3:0] 4个位宽为8元素的一维数组
reg rx_done_r;
//移位数据缓存
always@(posedge clk)
if(rx_done)		begin
		data_str[4] <= rx_data;
		data_str[3] <= data_str[4];  
		data_str[2] <= data_str[3];
		data_str[1] <= data_str[2];
		data_str[0] <= data_str[1];
end


always@(posedge clk )
  rx_done_r <= rx_done;

//数据包解析，提取指令
always@(posedge clk or negedge reset)
if(!reset)begin
  en <= 0;
  ctrl <= 0;
end
else if(rx_done_r)begin
  if(data_str[0]==8'hFE&&data_str[1]==8'hDF&&data_str[4]==8'hEF)begin
		en <= data_str[2];
		ctrl <= data_str[3];
end
end

//仿真文件
initial clk = 1;
always#10 clk = ~clk;
initial begin
reset = 0;
rx_data = 8'h0;
rx_done = 0;
#21;
reset = 1;
rx_done = 1;
#20;
rx_done = 0;
rx_data = 8'hFE;
#5208
rx_done = 1;
#20;
rx_done = 0;

rx_data = 8'hDF;
#5208
rx_done = 1;
#20;
rx_done = 0;

rx_data = 8'h01;
#5208
rx_done = 1;
#20;
rx_done = 0;

rx_data = 8'haa;
#5208
rx_done = 1;
#20;
rx_done = 0;

rx_data = 8'hef;
#5208
rx_done = 1;
#20;
rx_done = 0;

#5208
$finish;
end

三、串口指令控制led

initial clk = 1;
always#10 clk =~clk;
initial begin
reset = 0;
en = 8'h00;
ctrl = 8'h00;
#21;
reset = 1;
#120;
en = 8'h01;
#200
ctrl = 8'hff;
#200
$finish;
end

四、串口接收（uart_rx）

五、顶层模块

 //初始化系统时钟、全局复位和输入信号
 initial begin
 clk = 1'b1;
 reset <= 1'b0;
 rx <= 1'b1;
 #20;
 reset <= 1'b1;
#1000_000_00;
$finish;
 end
 
 //模拟发送8次数据，分别为0~7
 initial begin
 #200
 rx_bit(8'hfe); //任务的调用，任务名+括号中要传递进任务的参数
 rx_bit(8'hdf);
 rx_bit(8'h1);
 rx_bit(8'hff);
 rx_bit(8'hef);
 end
 
 //clk:每10ns电平翻转一次，产生一个50MHz的时钟信号
 always #10 clk = ~clk;
 
 //定义一个名为rx_bit的任务，每次发送的数据有10位
 //data的值分别为0~7由j的值传递进来
 //任务以task开头，后面紧跟着的是任务名，调用时使用
 task rx_bit(
 //传递到任务中的参数，调用任务的时候从外部传进来一个8位的值
 input [7:0] data
 );
 integer i; //定义一个常量
 //用for循环产生一帧数据，for括号中最后执行的内容只能写i=i+1
 //不可以写成C语言i=i++的形式
 for(i=0; i<10; i=i+1) begin
 case(i)
 0: rx <= 1'b0;
 1: rx <= data[0];
 2: rx <= data[1];
 3: rx <= data[2];
 4: rx <= data[3];
 5: rx <= data[4];
 6: rx <= data[5];
 7: rx <= data[6];
 8: rx <= data[7];
 9: rx <= 1'b1;
 endcase
 #(5208*20); //每发送1位数据延时5208个时钟周期
 end
 endtask //任务以endtask结束