使用Uart串口控制LED灯闪烁_uart串口指令控制

通过串口调试助手，使用串口发送电脑指令到fpga开发板，来控制led灯的工作状态。

通过三个模块来实现 串口控制led闪烁：

1.uart的数据接收模块：将用户数据通过串口调试助手发到fpga

2.串口命令模块：将uart接受模块的数据通过该模块，通过一个自定义协议来发送led灯所需的控制信号

3.led工作状态的控制模块：闪烁时间和闪烁状态由用户指定（Time，Ctrl[on/off]）

自定义协议如下：

 类似于起始位和停止位的判定，通过数据的移位和比较，最后实现中间命令模块的编写，从而实现串口控制led灯（uart_rx模块和led_ctrl_time模块见前面所写）

PS：代码中Time的发送，是先发的高位再发的低位。

uart_cmd控制模块编写如下：

`timescale 1ns / 1ps
 
module uart_cmd(
    clk      ,
    rst      ,
    rx_data  ,
    rx_done  ,
    Time     ,
    ctrl     
    );
input                clk          ;  
input                rst          ;  
input[7:0]           rx_data      ;  
input                rx_done      ;  
output[31:0]         Time         ;  
output[7:0]          ctrl         ;
   
reg[7:0]             data_str[7:0];
reg[31:0]            r_Time       ;
reg[7:0]             r_ctrl       ; 
assign               Time =r_Time ;    
assign               ctrl =r_ctrl ;
 
always@(posedge clk ,negedge rst)begin
    if(!rst)begin
        data_str[0] <= 0;
        data_str[1] <= 0;
        data_str[2] <= 0;
        data_str[3] <= 0;
        data_str[4] <= 0;
        data_str[5] <= 0;
        data_str[6] <= 0;
        data_str[7] <= 0;
    end
    else if(rx_done)begin
        data_str[0] <= rx_data;
        data_str[1] <= data_str[0];
        data_str[2] <= data_str[1];
        data_str[3] <= data_str[2];
        data_str[4] <= data_str[3];
        data_str[5] <= data_str[4];
        data_str[6] <= data_str[5];
        data_str[7] <= data_str[6];
    end
    else begin
        data_str[0] <= data_str[0];
        data_str[1] <= data_str[1];
        data_str[2] <= data_str[2];
        data_str[3] <= data_str[3];
        data_str[4] <= data_str[4];
        data_str[5] <= data_str[5];
        data_str[6] <= data_str[6];
        data_str[7] <= data_str[7];
    end
end
        
always@(posedge clk ,negedge rst)begin
    if(!rst)begin
        r_Time <= 32'd0;
        r_ctrl <= 8'd0;
    end
    else if((data_str[0] == 8'hf0) && (data_str[6]==8'h05) && (data_str[7]==8'h55))begin
        r_Time <= {data_str[5],data_str[4],data_str[3],data_str[2]};
        r_ctrl <= data_str[1];
    end
    else begin
        r_Time <= 32'd0;
        r_ctrl <= 8'd0;
    end
end
endmodule

 顶层模块调用

`timescale 1ns / 1ps
 
module uart_ctrl_led(
    clk     ,
    rst     ,
    uart_rx ,
    led
    );
input                clk    ;
input                rst    ;
input                uart_rx;
output               led    ;
 
wire[7:0]            data   ;
wire                 rx_done;
wire[31:0]           Time   ;
wire[7:0]            ctrl   ;
 
uart_rx_byte  uart_rx_byte_u0(
    .clk             ( clk    ),
    .rst             ( rst    ),
    .baud_set        ( 7      ),
    .uart_rx         ( uart_rx),
    .data            ( data   ),
    .rx_done         (rx_done )
    );
 
uart_cmd uart_cmd_u0(
    .clk             (  clk   ),
    .rst             (  rst   ),
    .rx_data         (  data  ),
    .rx_done         ( rx_done),
    .Time            (  Time  ),
    .ctrl            (  ctrl  )
);
 
led_ctrl_time led_ctrl_time_u0(
    .clk             ( clk  ),
    .rst             ( rst  ),
    .Ctrl            ( ctrl ),
    .Time            ( Time ),
    .led             ( led  )
);
endmodule

tb文件

`timescale 1ns / 1ps
 
 
module uart_ctrl_led_tb();
reg            clk      ;
reg            rst      ;
reg            uart_rx  ;
wire           led      ;
 
 
uart_ctrl_led uart_ctrl_led_1(
    .clk          ( clk     ),
    .rst          ( rst     ),
    .uart_rx      ( uart_rx ),
    .led          ( led     )
    );
 
initial clk = 0;
always #10 clk = ~clk;
 
initial begin
  rst = 0;
  #201;
  rst = 1;
  #200;
  uart_tx_byte(8'h55);
  #90000; //@(posedge rx_done);
  #5000;
  uart_tx_byte(8'h05);
  #90000;
  #5000;
  uart_tx_byte(8'h12);
  #90000;
  #5000;
  uart_tx_byte(8'h34);
  #90000;
  #5000;
  uart_tx_byte(8'h56);
  #90000;
  #5000;
  uart_tx_byte(8'h78);
  #90000;
  #5000;
  uart_tx_byte(8'h9a);
  #90000;
  #5000;
  uart_tx_byte(8'hf0);
  #90000;
  #5000;
  $stop;
end
task uart_tx_byte;
    input [7:0]tx_data;
    begin
        uart_rx = 1;
        #20;
        uart_rx = 0;
        #8680;
        uart_rx = tx_data[0];
        #8680;
        uart_rx = tx_data[1];
        #8680;
        uart_rx = tx_data[2];
        #8680;
        uart_rx = tx_data[3];
        #8680;
        uart_rx = tx_data[4];
        #8680;
        uart_rx = tx_data[5];
        #8680;
        uart_rx = tx_data[6];
        #8680;
        uart_rx = tx_data[7];
        #8680;
        uart_rx = 1;
        #8680;
    end
endtask
endmodule

仿真图

在此基础上，生成了bit流，上班运行：

实现0.5s传输一个数据，即Time = 25,000,000  对应的16进制数为01 7D 78 40 这样边设置完成了TIme[31:0]的设置，再将Ctrl ==AA(1010_1010)来控制led灯一亮一灭。

即串口发送 55 05 01 7D 78 40 A0 f0  ，这样便完成了串口控制led闪烁。

但是！！实际工程上板之后发现等了好久led灯才开始闪烁，在闪烁之后，再将ctrl== 1111_0000，使得led闪烁变慢，最后rst复位，都能够直接实现。

通过小梅哥的视频讲解得知：

所以在led闪烁的控制中，我们将计数器的清零条件由== 变为 >= ，这样就解决了这样的问题。！！！赞