基于CPLD控制的UART、USB、SPI多模式串行通信接口电路设计开题报告

1. 研究目的与意义

通信领域内，有两种数据通信方式：并行通信和串行通信。随着计算机网络化和微机分级分布式应用系统的发展，通信的功能越来越重要。通信是指计算机与外界的信息传输，既包括计算机与计算机之间的传输，也包括计算机与外部设备，如终端、打印机和磁盘等设备之间的传输。

串行接口(serial interface)简称串口，串口的出现是在1980年前后，数据传输率是115kbps～230kbps。串口出现的初期是为了实现连接计算机外设的目的，初期串口一般用来连接鼠标和外置modem以及老式摄像头和写字板等设备。串口也可以应用于两台计算机（或设备）之间的互联及数据传输。串口广泛应用于工控和测量设备以及部分通信设备中。

cpld是一种用户根据各自需要而自行构造逻辑功能的数字集成电路。其基本设计方法是借助集成开发软件平台，用原理图、硬件描述语言等方法，生成相应的目标文件，通过下载电缆将代码传送到目标芯片中，实现设计的数字系统。cpld采用cmos eprom、eeprom、快闪存储器和sram等编程技术，从而构成了高密度、高速度和低功耗的可编程逻辑器件。基于cpld可以实现多模式串行通信，当前，高密度可编程逻辑器件cpld，由于具有巨大的灵活性而广泛应用于状态机、同步、译码、解码、计数、总线接口、串并转换等很多方面，而且在信号处理领域的应用也活跃起来。

2. 研究内容和预期目标

研究内容：

针对电子应用系统中的数据串行传输要求，基于多种通信传输规范，设计一个具有uart、usb、spi等多种规范的通信接口电路。该通信接口电路能与外部的不同设备同时进行数据传输，uart通信需采用当前广泛应用的usb接口实现。发送数据通过开关/按键等数字量输入电路设定，并在lcd12864上实时显示，接收到的数据信息也需在lcd屏上对应显示。具体任务要求如下：

1、查阅相关文献资料，研究uart、usb、spi串行通信的基本原理、控制方式及相关技术的发展状况，分析总结并撰写开题报告；

3. 研究的方法与步骤

研究方法：

1、查阅了解串行通信接口的信息传输原理、工作特点以及相关协议；

2、以高密度可编程逻辑器件cpld为主控芯片，进行串行通信接口电路的搭建；

4. 参考文献

[1] 王金明.数字系统设计与veriloghdl(第7版)[m].电子工业出版社. 2019.01.

[2] 夏宇闻. verilog数字系统设计教程 (第3版)[m].北京航空航天大学出版社.2017.

[3] 黄继业,陈龙,潘松.eda技术与verilog hdl (第3版)[m].清华大学出版社 2017.

5. 计划与进度安排

1、第1-3周 查阅相关文献资料，研究uart、usb、spi等串行通信的时序协议、实现方式及相关技术的发展状况，分析总结并撰写开题报告；

2、第4-5周 学习verilog hdl语言、cpld软硬件的开发环境quartusⅡ等；

3、第6-8周 设计并论证整体硬件电路；