基于CPLD的RS-232串口通信实现

　　在逻辑接收模块中的重点是握手环节，它体现了PC机与CPLD相互对话的关键，后面两者的互相通信都是基于此而建立的。应用上述思路设计的握手环节时序仿真如图5所示。

图5 仿真时序

　　如图所示当char接收寄存器通过Rxd接收到一个字符信息后发出char_ok信号，经逻辑控制模块得知是握手信息FF后，触发握手成功talk信号，并在下一时钟上升沿Txd从空闲状态的高电平"1"变为起始位"0"准备发送反馈信息给PC机。

　　3.4 发送器

　　发送器在接收逻辑处理模块给出的命令后发送相应的数据给PC机。发送内容主要包括：数据正确或握手成功信息DD，示意PC机继续下一步操作；数据重发或握手失败CC，示意PC机重新发送数据；以及PC机欲从嵌入式系统中读出的数据。

　　4 实验验证

　　工程设计的某嵌入式系统要求PC机向CPLD发送数据。CPLD选用ATREL公司的MAX7000系列芯片EPM7128SLC84-15.芯片拥有2 500个可使用门阵列、128个宏单元、8个逻辑阵列块、84个用户I/O接口。CPLD的IO操作电平是TTL电平，通过MAX232电平转换芯片将PC机串口电平转换为TTL电平，就建立起了串口通信的电气基础。PC机上拥有VC++编写的数据下载程序，波特率为9600 bit/s，每个数据帧含1位起始位，8位数据位，无校验位，1位停止位。通信数据格式用上文提到的和校验数据格式，以数据包为单位发送，如图6所示。

图6 数据下载

　　从实验结果可看到PC机每发送一个完整的15 Byte数据包，CPLD回复握手成功和数据校验正确，表明设计可行。

　　5 结束语

　　本文从工程设计实际出发，没有选取通用的UART芯片，通过分析异步通信中UART的结构特点，运用CPLD的丰富资源和一些工程技术制作了自定义通信数据包格式的串口通信模块。通过与PC机上数据传输程序联试，实现了信息的传输和人机互动，证明设计方案的正确。如今嵌入式技术应用十分广泛而且市场需求很广阔，PC机与嵌入式系统的通信实现了人机互动使系统功能更加强大。研究对增强嵌入式系统操作性有重要意义。