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（陕西烽火电子股份有限公司 陕西 宝鸡721006）

通 用 异 步 收 发 器 （Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，UART）可以和各种标准串行接口，如RS232和RS485等进行全双工异步通信，具有传输距离远、成本低、可靠性高等优点。一般UART由专用芯片来实现，但专用芯片引脚都较多，内含许多辅助功能，在实际使用时往往只需要用到UART的基本功能，使用专用芯片会造成资源浪费和成本提高。当我们不需要用到完整的的UART功能和一些辅助功能时，就可以将需要的UART功能集成用FPGA来实现，然而，FPGA内部并不拥有CPU控制单元，无法处理由UART控制器产生的中断，所以FPGA不能利用现成的UART控制器构成异步串行接口，必须将UART控制器的功能集成到FPGA内部。从而可以大大的减少了体积、简化了电路，也提高了系统的灵活性。

1 UART的工作原理

UART是一种串行数据总线，用于异步通信，并且双向通信，可实现全双工发送和接收。基本的UART只需要两条信号线（TXD、RXD）和一条地线就可以完成数据的互相通信，接收和发送互不干扰，这样就大大节省了传输费用。由于UART是异步通信，所以需要对数据进行同步。UART发送/接收数据的传输格式如图1所示，一个字符单位由开始位、数据位、校验位、停止位组成（其中校验位可供选）。

图1 异步串口传输格式Fig.1 Asynchronous serial transmission format

发送或接收一个完整的字节信息，首先是一个作为起始位的逻辑“0”位，接着是8个数据位，然后是停止位逻辑“1”位，数据线空闲时为高或“1”状态。在字符的8位数据部分，先发送数据的最低位，最后发送最高位。每位持续时间是固定的，由发送器本地时钟控制，每秒发送的数据位个数，即为“波特率”。……