王善斌 任鲁涌

摘要：该文对比利用MSP430单片机实验完成的串口通信和利用FPGA完成的串口通信实验原理、过程、方法及实验结果，能够让学生不但能深刻理解硬件底层逻辑，还能让学生对比实验中学习串行语言和并行语言的优缺点，让学生真正做到知其然也知所以然。能有效提升学生的学习知识运用知识的实践能力。

关键词：实验教学;FPGA;单片机;UART

学习通信工程的过程中离不开大量的实验和动手练习，就如同开车一样，学习理论数载，如果从来没有打几把方向盘，踩几脚油门然后再被教练紧急刹车几次，仍然不会开车。正所谓，看别人做一百次，不如自己练一次。单片机和FPGA为学生学习实践提供了大显身手的平台。学习单片机如同开车，学习FPGA则如同造车，更能让学生理解硬件的底层原理。

1 单片机实现串口通信

以MSP430单片机为例来阐述单片机实现串口通信的过程。MSP430单片机的USART模块可以配置成SPI或UART模式。在UART模式下，其功能结构如图1所示。在单片机串口实验中，对串口的操作实质上是对其寄存器的操作。具体做法是：在UxCTL寄存器中对串口模式设置相关的控制位进行设置;在UxCTL寄存器中对接收相关的控制位进行设置;在UxBR0、UxBR1、UxMCT寄存器中设置波特率控制位;在IE1/2寄存器设置中断允许控制位;在IFG1/2寄存器中设置中断标志位。

MSP430单片机实现串口通信需要按照以下思路来设置和配置各个寄存器：第一，要选择合适的时钟源。MSP430单片机具有多时钟源，可以根据设计的任务和功耗模式来选择不同的时钟源。……