FPGA中串口通信的时钟频率和波特率计数

Posted 2022-08-10 fpga和matlab

目录

1.什么是波特率

2.串口传输格式

3.时钟频率的计数器分频和波特率关系

---

1.什么是波特率

       波特率bandrate,指的是串口通信的速率，即串口通信时每秒钟可以传输多少个二进制位。比如每秒钟可以传输9600个二进制（传输一个二进制位需要的时间是1/9600秒），波特率就是9600。

      串口的通信波特率不能随意设定，这是由于：

       第一，通信双方必须事先设定相同的波特率这样才能成功通信，如果发送方个接受方按照不同的波特率通信则根本收不到，因此波特率最好是大家熟知的而不是随意指定。

       第二：常用的波特率经过了长久的发展，就形成了共识，常用的就是9600或者115200。

2.串口传输格式

      串口传输格式一般如下：

 其包括一个1bit起始位+8bit数据位+1bit停止位(无奇偶校验位)

3.时钟频率的计数器分频和波特率关系

        在FPGA中，由于时钟频率一般固定为50MHz，100MHz，因此，在串口通信时，需要将时钟频率进行分频，使得时钟频率近似等于波特率。

       我们假设FPGA硬件板子的时钟频率为100Mhz，如果需要的波特率为9600，那么时钟的分频过程如下所示：

首先，计算传输1bit对应的持续时钟周期个数：

近似等于10417。

根据上述串口传输结构图，一个完整的串口帧，假设不考虑奇偶校验，那么需要10bit，因此，对应的计数器值为 ：

所以，设置时钟的计数器分频值为1042.