FPGA的uart串行通信（一）

UART串口是一种类似于USB、VGA的接口，有固定的引脚和通信协议。使用FPGA实现串口通信，可分为“计算机发送数据给FPGA”和“FPGA发送数据给计算机”两部分。

串口接收时序

上图为串口接收时序图（一帧），串口接收只需要一条数据线RX，具体流程如下：

1. 起始位：当RX产生了一个下降沿后开始接收一帧数据，接收到的第一位为开始位，也就是发出一个“逻辑0”的信号，表示传输字符的开始
2. 数据位：一帧周期内有11个时钟，第一个时钟是开始位，2-9个时钟是数据位，数据是从低位到高位接收的。
3. 奇偶校验位：数据位加上这一位后，使得“1”的位数应为偶数(偶校验)或奇数(奇校验)，以此来校验数据传送的正确性。
4. 停止位：通常为1位，1.5位，2位，停止位必须是“逻辑1”
5. 串口的接收时钟频率取决于它的波特率，常用的波特率为固定值。例如，9600bps，表示一秒内传送9600位数据，则一位数据的周期为

如何准确读取RX上的数据，需要以下两点：

1. 判断RX什么时候开始接收一帧数据，即判断开始位
2. 判断什么时候读取D0-D7上的数据，即判断数据位

接收数据过程

1. 空闲状态，线路处于高电平
2. 当检测到线路的下降沿，线路电位由高电平变为低电平，说明有数据传输，此时按照约定的波特率从低位到高位接收数据，数据接收完成后依次发送奇偶校验位和停止位，然后校验位判断数据传输是否正确，如果正确，则后续通知设备接收数据或存入缓存。

串口发送时序

上图为发送一帧数据的简单时序图，可以看出，串口的发送和接收时序是一样的，而接收和发送的不同点在于，接收是把数据从时序中提取出来，发送是把数据放入时序中去。

发送数据过程

1. 空闲状态，线路处于高电位
2. 当收到发送指令后，拉低线路的一个数据位，然后开始发送数据，按低位到高位依次发送，数据发送完成后，接着发送奇偶校验位和停止位（停止位为高电平），一帧数据发送完成。