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        如果说led灯、按键、数码管这些都只能算是基础的话，那么学习fpga遇到的第一个门槛就是uart。要做好uart，首先需要了解串口的一些特性。

1、uart串口的基本特性

        1）波特率。所谓波特率，就是多长时间接收一个数据。这个速度可以快，可以慢。关键是双方要匹配。

        2）数据的构成。一般uart的数据，由起始位、数据位、校验位、停止位构成。校验位一般不用。所以串口一般是有10个数据构成。

2、开发方法

        1）状态机。前面编写的程序都比较简单，印象中除了按键消抖那一章用到了状态机，其他章节都没有用到。事实上，在fpga开发上，状态机用到的地方非常多，不管是底层模块，还是高层模块。

        2）开发顺序，可以按照先发送、后接收的方法一步一步来完成。为什么怎么做？主要是因为发送比较纯粹一些，等发送功能开发结束后，可以马上看到效果，提高自己的信心。而且，后续等接收功能开发完毕后，可以把数据回显到发送功能，马上可以进行调试。相反，如果先开发了接收功能，容易看不到效果，打击信心。

3、uart发送

        整个数据的发送过程基本是按照状态机走的，每10ms发送一次。空闲状态是3'b000，准备发送数据后，状态跳转到3'b001，空闲状态下输出都是1。在这个状态下，首先发送一个bit的起始位，起始位是0。什么时候发送结束呢，就看这个count什么时候达到UART_INTERVAL了，而这个数值正是根据波特率算出来的。起始位发送结束后，状态跳转到3'b010。这个状态是数据位，总共有8位数据需要发送。等全部数据发送结束后，状态继续跳转到3'b011，即停止位数据的发送。这就是大概的步骤。

        整个代码中，使用到了一个小技巧，那就是bitnum。bitnum巧妙地利用了数据溢出效应，在所有的8位数据发送之后，重新reset为0。

4、uart接收

        uart的接收部分也使用到了状态机。其中3'b000代表空闲状态。什么时候开始接收数据呢，就看diff什么时候变更为1。接下来的步骤就和uart发送有点类似了，先是接收起始位，然后是有效数据位，最后是停止位。对于我们来说，真正有效的部分是数据位。状态机有两个地方需要注意下，第一是停止位在RECV_INTREVAL/2-1就可以停下来了，这主要为了防止后面新的数据丢失；第二添加了一个3'b100状态，这是为了可以让finish_flag和recv_data同时有效。

        另外还有一个小插曲。由于不怎么会用signal tap，就用led进行了调试。即，如果真的收到了数据，led亮起，延时1s。

        关于uart接收部分，还有一个想说的，就是真正数据接收的部分都是在RECV_INTERVAL/2-1来完成的。大家可以想想为什么。

5、测试总入口    

        这个测试总入口非常简单，就是分别把uart_send和uart_recv实例化，用finish_flag和recv_data把两者之间联系在一起。

6、pin绑定

         所有这些都准备好之后，就可以把信号和pin脚bind在一起了。生成sof文件，烧入开发板。

7、开始实验

        实验主要分成两部分。一部分是上电的时候；一部分是按下按键的时候。选择一个串口软件，这里用的putty。ax301开发板选择了usb转串口的芯片，所以本身相当于自带串口的。首先，需要以管理员身份打开putty。建议先打开putty，后烧入sof。

         接着，你会看到这样的窗口，

         设置好串口和波特率之后，直接单击Open，就可以看到相关的打印，

         这个时候如果按下数字1，就会发现打印的内容发生了变化，

         具体操作，还是希望大家多实践实践。