串口接收（FPGA异步串行通信—modelsim）

以数据55为例，描述串口是如何接收55这个数据

• 对于串口接收而言，rx体现在硬件上之后一根线，数据以高低电平的方式在这个线上传输；根据异步串行通信协议来说，空闲状态是高电平，开始位是以低电平开始的，如下图所示
  
  在这里我们选取数据帧的格式位1个起始位，8个数据位，0校验位，1停止位（1+8+0+1）

• 在串口的接收模块中，由于数据帧的定义格式，我们需要完整的8个数据位首先存储一下，因为我们只有一根线rx，这里我们在模块内要串行数据转换为并行数据暂时存储

• 55（H） = 0101 0101（B），先传低位的数据1，然后是0，然后是1，依此类推。

   如图所示，当我们传送55的低位的1的时候，也就是8h80（1000 0000），然后传送第二位0，此时的8位存储器变为8h40（0100 0000），然后是低位第三位1，此时存储器变为了8ha0（1010 0000），依次类推，这里用了一个移位的模式；
  

-1.首先当我们检测到rx出现下降沿的时候（通过边沿检测电路）我们拉高一个flag信号（rx-flag），当flag信号拉高的时候我们要开始波特率计数（传送一个比特需要多少个时钟周期），当完成一个比特传送的时候，我们对比特率计数器加1，标志信号flag拉低的的标识是我们传送完毕数据位和停止位

• 2.我们选择在每个波特率计数器到中间的时候取样，将这个信号存储在8位reg中，这里体现的是每个bit-flag都在rx中间计数，并且在bit-flag之后的8位reg的rx-data也会变化，依次80——40——a0——50——a8——54——aa——55，最后55表示传送完毕，还要加上后面rx为高电平表示进入空闲状态，此时将rx-flag拉低，为后面的数据传输做准备
  

parameter CLK_FREQ = 50_000_000;
parameter UART_BPS = 9600;
localparam BPS_CNT = CLK_FREQ / UART_BPS;

• 怎么理解波特率计数器？
• 当我们选择9600bps的时候，表示每一秒传送9600个比特的数据，——（9600bit/s），那么传送一个比特需要1/9600秒；当时钟周期是50Mhz的时候，我 可以得到一个时钟周期所占用的时间是1/50_000_000秒（20纳秒）；1/9600秒中有多少个1/50_000_000秒就表示传送一个比特需要多少个时钟周期，也就是（1/9600）➗（1/50_000_000）————————》即为CLK_FREQ / UART_BPS。