rs串口verilog代码

1.全加器Sum=A⊕B⊕CinCount=AB+Cin（A+B）①数据流module adder(a,b,Cin,Sum,Count); input [2:0]a,b;input Cin;output [2:0] Sum;output Count;assign {Count,Sum}=a+b+Cin; endmodule②行为描述always语句module adder(a,b,c,Cin,Sum,Count); input [4:0] a,b;input Cin;output reg [4:0] Sum;output reg Count;reg T1,T2,T3;always@(a or b or Cin)beginSum=a^b^Cin;T1=A&B;T2=Cin&A;T3=Cin&B;Count=T1|T2|T3;endendmodule③结构体module adder （a,b,Cin,Sum,Count）；input a,b,Cin;output Sum,Count;Xor a1(s1,a1,b);Xor a2(Sum,s1,Cin);and a3(T1,a,b);or a4(T2,a,b);and a5(T3,Cin,T2);or a6(Count,T1,T3);Endmodule2.数值比较器①判断两值是否相等module compare(a,b,equal);input [7:0] a,b;output equal;assign equal=(a==b)?|0; ②谁大谁输出module compare(a,b,out);input [7:0] a,b;output reg[7:0] out;always@(a or b)beginif (a>b) out<=a;else if (a==b) out<=a;else out<=b;endendmodule③输出参数module compare(a.b.xgy,xsy,xey);input [7:0] x,y;output reg xgy,xsy,xey;always@(x or y)beginif (x==y) xey=1;else xey=0;if (x>y) begin xgy=1;xsy=0;endelse if (x<y) begin xgy=0;xsy=1;end endendmodule3.编码器（4-2 8-3 16-4编码）①case语句8-3编码（优先）module code （in ，out）；input [7:0] in;output reg [2:0] out;always@(in)case x(in)begin f=1;8’b1xxxxxxx:out=3’b111;end begin f=1;8’b01xxxxxx:out=3’b110;end begin f=1;8’b001xxxxx:out=3’b101;end begin f=1;8’b0001xxxx:out=3’b100;end begin f=1;8’b00001xxx:out=3’b011;end begin f=1;8’bxx:out=3’b010;endbegin f=1;8’bx:out=3’b001;endbegin f=1;8’b:out=3’b000;end default:begin f=0:out=3’b000;end endcaseendmodule②if-else语句（4-2优先编码）module code(in,out);input[3:0] in;output reg [1:0] out;always@(in)if (in[3]==1):begin f=1;out=2’b11;end else if (in[2]==1):begin f=1;out=2’b10;end else if (in[1]==1):begin f=1;out=2’b01;end else if (in[0]==1):begin f=1;out=2’b00;end else begin f=0;out=2’b00;end endmodule4.多路选择器①行为描述（4选1）module choice(A,B,C,D,ncs addr out);input [7:0]A,B,C,D;input ncs;input [1:0] addr ;output reg[7:0] out;always@(A or B or C or D or ncs or addr) beginif (!ncs)case(addr)2’b00:out=A;2’b01:out=B;2’b10:out=C;2’b11:out=D;endcaseelse out=0;endendmodule5.设计一个4位双向移位寄存器。

串口RS232通信程序（Verilog）串口有9个管脚，其中只有三个是最重要的，分别是pin 2: RxD (receive data) 接收数据pin 3: TxD (transmit data) 发送数据pin 5: GND(ground) 地串行通信时序我们先来看看字节0x55的发送0x55的二进制代码是01010101，但发送时由低字节开始的，因此发送次序依次为1-0-1-0-1-0-1-0.串行通信电平•"1" is sent using -10V (or between -5V and -15V).•"0" is sent using +10V (or between 5V and 15V).由于计算机RS232的电平与电路板（通常+5V）之间电平的不同所以要用到转换芯片如果PCB板电源+-5V的话用MAX232如果PCB板（FPGA）电源是+-3.3V的话用MAX3232这个图的串口如果采用母头的话，要用交叉公母线，保证是PCB板上这边的RxD连计算机的TxD（3 Pin），PCB板这边的TxD连计算机的RxD(2 Pin).串行通信波特率这里要弄清楚波特率与比特率的差别：比特率是数字信号的传输速率，它用单位时间内传输的二进制代码的有效位(bit)数来表示，其单位为每秒比特数bit/s(bps)、每秒千比特数(Kbps)或每秒兆比特数(Mbps)来表示(此处K和M分别为1000和1000000，而不是涉及计算机存储器容量时的1024和1048576)。

波特率指数据信号对载波的调制速率，它用单位时间内载波调制状态改变次数来表示，其单位为波特(Baud)。

波特率与比特率的关系为：比特率=波特率X单个调制状态对应的二进制位数两相调制(单个调制状态对应1个二进制位)的比特率等于波特率；四相调制(单个调制状态对应2个二进制位)的比特率为波特率的两倍；八相调制(单个调制状态对应3个二进制位)的比特率为波特率的三倍；依次类推。

基于verilog的很基础的RS232串口收发代码写代码，记笔记，防忘记，须牢记。

写串口的Verilog代码关键是要搞明白RS232串口的通信协议，它并不像单片机，直接读写SBUF就可实现串口的收发功能，收发整个字节。

而FPGA要一位一位的收发，因此必须了解RS232的数据格式。

起始位：RS232约定一位起始位“0”。

停止位：约定停止位为“1”。

可选一位或两位停止位。

奇偶校验位：可选。

通过串口发送数据时，要严格遵守RS232的数据格式，先发送起始位，然后是数据，最后是停止位（无奇偶校验的情况）。

通过串口接收数据时，若接收端无数据输入，会一直处于高电平，若开始接收数据，会首先收到来自串口的起始位“0”，然后是要接收的数据，最后为停止位（无奇偶校验的情况）。

所以对于接收模块，可如此设计，FPGA一直检测接收端是否有下降沿到来，直到检测到下降沿，才开始接收数据。

波特率设置的重要性不言而喻，毋庸赘述。

此设计为最基础的串口收发代码，控制逻辑简单，适合编写第一次编写串口代码的朋友。

此设计收发的数据格式为1位起始位，1位停止位，无奇偶校验位，8位数据位。

波特率为19200，代码中可随意更改。

具体Verilog代码如下：顶层模块`timescale 1ns / 1ps/////////////////////////////////////////////////////////////////// /////////////// Company : 杭州电子科技大学// Engineer : 晓晓川// Create Date : 2012.08.26// Design Name : serial_test// Module Name : serial_test// Project Name: serial_test// Target Device: CycloneII EP2C5T144C8// Tool versions: Quartus II 11.0// Revision : V1.0// Description : 一个极为简单的串口收发工程，适于串口收发的入门。

verilog 传递参数在Verilog中，模块之间传递参数通常通过模块的端口进行。

Verilog中的模块可以有输入端口（input）、输出端口（output）和双向端口（inout）。

通过这些端口，可以在模块之间传递参数和数据。

首先，你需要在模块的定义中声明端口，并指定它们的方向和数据类型。

例如：verilog.module MyModule(。

input wire clk, // 输入时钟信号。

input wire [7:0] data_in, // 8位输入数据。

output reg [7:0] data_out // 8位输出数据。

);// 模块逻辑。

endmodule.在该例子中，MyModule模块有一个输入时钟信号（clk）、一个8位的输入数据（data_in）和一个8位的输出数据（data_out）。

当你实例化这个模块并连接到其他模块时，你需要将参数传递给端口。

例如：verilog.module MyTopModule(。

input wire clk,。

input wire [7:0] input_data,。

output reg [7:0] output_data.);MyModule inst1(。

.clk(clk), // 将顶层模块的时钟信号连接到子模块的时钟信号。

.data_in(input_data), // 将输入数据连接到子模块的输入数据。

.data_out(output_data) // 将子模块的输出数据连接到顶层模块的输出数据。

);// 其他逻辑。

endmodule.在这个例子中，MyTopModule模块实例化了MyModule模块，并通过连接端口将参数传递给子模块。

当顶层模块的输入发生变化时，这些变化将传递到子模块，并子模块的输出也会传递回顶层模块。

总的来说，在Verilog中传递参数是通过模块的端口进行的，你需要在模块定义和实例化时正确地连接端口，以实现参数的传递和数据交换。

FPGA Verilog RS232串口回环测试基于FPGA Verilog RS232串口回环测试例程，支持多byte数据传输，附源程序仿真源码及测试图片。

测试基于SSCOM/友善之臂上位机软件测试，测试结果如下图一图二所示。

图一SSCOM图二图三连续发送仿真截图图四连续接收仿真截图后附verilog源程序代码及testbech仿真例程，注释欠。

重点：多byte回环测试要点，上位机串口多位数据连续发送停止位和起始位之间无间隔，回环程序在接收和发送都需要具备在停止位后能立马跳转到下一个起始位的能力。

重点关注cnt_bit的处理方式。

附录1 顶层例化uart_txd uart_txd(.clk_50m(sys_clk_50m),.reset_n(sys_rst_n),.tx_data(rx_data),.baud_set(3'd4),.send_en(rx_done),.send_done(),.send_busy(send_busy),.uart_tx(uart_tx));uart_rxd uart_rxd(.clk_50m(sys_clk_50m),.reset_n(sys_rst_n),.rx_data(rx_data),.baud_set(3'd4),.rx_done(rx_done),.rx_busy(rx_busy),.uart_rx(uart_rx));附录2 串口发送源程序`timescale1ns/1ps///////////////////////////////////////////////////////////////////// /////////////// Company:// Engineer://// Create Date: 2020/06/21 09:45:23// Design Name:// Module Name: uart_txd// Project Name:// Target Devices:// Tool Versions:// Description://// Dependencies:// Revision:// Revision 0.01 - File Created// Additional Comments://///////////////////////////////////////////////////////////////////// /////////////module uart_txd(clk_50m,reset_n,tx_data,baud_set,send_en,send_done,send_busy,uart_tx);input clk_50m;input reset_n;input[7:0] tx_data;input[2:0] baud_set;input send_en;output reg send_done;output reg send_busy;output reg uart_tx;reg[12:0] cnt;reg[12:0] baud_rate_cnt_max;reg[3:0] cnt_bit;reg[7:0] tx_data_r;localparam baud_rate_9600 =13'd5207;localparam baud_rate_19200 =13'd2603;localparam baud_rate_38400 =13'd1301;localparam baud_rate_57600 =13'd867;localparam baud_rate_115200 =13'd433;always@(posedge clk_50m or negedge reset_n)if(!reset_n)baud_rate_cnt_max <= baud_rate_115200;elsecase(baud_set)3'd0:baud_rate_cnt_max = baud_rate_9600;3'd1:baud_rate_cnt_max = baud_rate_19200;3'd2:baud_rate_cnt_max = baud_rate_38400;3'd3:baud_rate_cnt_max = baud_rate_57600;3'd4:baud_rate_cnt_max = baud_rate_115200;default:baud_rate_cnt_max = baud_rate_115200;endcasealways@(posedge clk_50m or negedge reset_n)if(!reset_n)tx_data_r <=8'd0;else if(send_en)tx_data_r <= tx_data;elsetx_data_r <= tx_data_r;always@(posedge clk_50m or negedge reset_n)if(!reset_n)send_busy <=1'b0;else if(send_en)send_busy <=1'b1;else if(cnt == baud_rate_cnt_max)beginif(cnt_bit ==4'd10)send_busy <=1'b0;elsesend_busy <= send_busy;endelsesend_busy <= send_busy;always@(posedge clk_50m or negedge reset_n)if(!reset_n)send_done <=1'b0;else if(cnt == baud_rate_cnt_max)beginif(cnt_bit ==4'd10)send_done <=1'b1;elsesend_done <=1'b0;endelsesend_done <=1'b0;always@(posedge clk_50m or negedge reset_n)if(!reset_n)cnt <=13'd0;else if(send_busy)beginif(cnt == baud_rate_cnt_max)cnt <=13'd0;elsecnt <= cnt +1'b1;endelsecnt <= cnt;/****************************************always@(posedge clk_50m or negedge reset_n)if(!reset_n)cnt_bit <= 4'd0;else if(send_en) //send_en needs to be 1 clock high pulse cnt_bit <= 4'd1;else if(cnt == baud_rate_cnt_max)beginif(cnt_bit == 4'd10)cnt_bit <= 4'd0;elsecnt_bit <= cnt_bit + 1'b1;endelsecnt_bit <= cnt_bit;******************************************/always@(posedge clk_50m or negedge reset_n)if(!reset_n)cnt_bit <=4'd0;else if(send_busy &&(cnt_bit ==4'd11))cnt_bit <=4'd1;else if(cnt ==1)cnt_bit <= cnt_bit +1'b1;elsecnt_bit <= cnt_bit;always@(posedge clk_50m or negedge reset_n)if(!reset_n)beginuart_tx <=1'b1;endelsecase(cnt_bit)4'd0:;4'd1: uart_tx <=1'b0;//start4'd2: uart_tx <= tx_data_r[0];//bit 04'd3: uart_tx <= tx_data_r[1];4'd4: uart_tx <= tx_data_r[2];4'd5: uart_tx <= tx_data_r[3];4'd6: uart_tx <= tx_data_r[4];4'd7: uart_tx <= tx_data_r[5];4'd8: uart_tx <= tx_data_r[6];4'd9: uart_tx <= tx_data_r[7];//bit 84'd10: uart_tx <=1'b1;//stopdefault:;endcaseendmodule附录3 串口发送testbench`timescale1ns/1ps///////////////////////////////////////////////////////////////////// /////////////// Company:// Engineer://// Create Date: 2020/06/21 11:38:04// Design Name:// Module Name: uart_txd_tb// Project Name:// Target Devices:// Tool Versions:// Description://// Dependencies://// Revision:// Revision 0.01 - File Created// Additional Comments://///////////////////////////////////////////////////////////////////// /////////////module uart_txd_tb();reg clk_50m;reg reset_n;reg[7:0] tx_data;reg[2:0] baud_set;reg send_en;wire send_done;wire send_busy;wire uart_tx;parameter CLK_PERIOD =20;initial clk_50m =0;always#(CLK_PERIOD /2) clk_50m =~clk_50m;initial begintx_data =8'h55;baud_set =4;reset_n =0;send_en =0;#(CLK_PERIOD *100);reset_n =1;# CLK_PERIOD;send_en =1;#(CLK_PERIOD );send_en =0;#(CLK_PERIOD *4340);send_en =1;#(CLK_PERIOD );send_en =0;#(CLK_PERIOD *4340);#(CLK_PERIOD *100);$stop;enduart_txd uart_txd(.clk_50m(clk_50m),.reset_n(reset_n),.tx_data(tx_data),.baud_set(baud_set),.send_en(send_en),.send_done(send_done),.send_busy(send_busy),.uart_tx(uart_tx));endmodule附录4 串口接收源程序`timescale1ns/1ps///////////////////////////////////////////////////////////////////// /////////////// Company:// Engineer://// Create Date: 2020/06/21 15:30:30// Design Name:// Module Name: uart_rxd// Project Name:// Target Devices:// Tool Versions:// Description://// Dependencies://// Revision:// Revision 0.01 - File Created// Additional Comments://///////////////////////////////////////////////////////////////////// /////////////module uart_rxd(clk_50m,reset_n,rx_data,baud_set,rx_done,rx_busy,uart_rx);input clk_50m;input reset_n;output reg[7:0] rx_data;input[2:0] baud_set;output reg rx_done;output reg rx_busy;input uart_rx;reg[12:0] cnt;reg[12:0] baud_rate_cnt_max;reg[3:0] cnt_bit;reg uart_rx_r1;reg uart_rx_r2;wire nedge;localparam baud_rate_9600 =13'd5207;localparam baud_rate_19200 =13'd2603;localparam baud_rate_38400 =13'd1301;localparam baud_rate_57600 =13'd867;localparam baud_rate_115200 =13'd433;always@(posedge clk_50m or negedge reset_n)if(!reset_n)baud_rate_cnt_max <= baud_rate_115200;elsecase(baud_set)3'd0:baud_rate_cnt_max = baud_rate_9600;3'd1:baud_rate_cnt_max = baud_rate_19200;3'd2:baud_rate_cnt_max = baud_rate_38400;3'd3:baud_rate_cnt_max = baud_rate_57600;3'd4:baud_rate_cnt_max = baud_rate_115200;default:baud_rate_cnt_max = baud_rate_115200;endcasealways@(posedge clk_50m or negedge reset_n)if(!reset_n)beginuart_rx_r1 <=8'd0;uart_rx_r2 <=8'd0;endelse beginuart_rx_r1 <= uart_rx;uart_rx_r2 <= uart_rx_r1;endassign nedge = uart_rx_r2 &(!uart_rx_r1);always@(posedge clk_50m or negedge reset_n) if(!reset_n)rx_busy <=1'b0;else if(nedge)rx_busy <=1'b1;else if(cnt == baud_rate_cnt_max)begin if(cnt_bit ==4'd10)rx_busy <=1'b0;elserx_busy <= rx_busy;endelserx_busy <= rx_busy;always@(posedge clk_50m or negedge reset_n) if(!reset_n)rx_done <=1'b0;else if(cnt == baud_rate_cnt_max)begin if(cnt_bit ==4'd10)rx_done <=1'b1;elserx_done <=1'b0;endelserx_done <=1'b0;always@(posedge clk_50m or negedge reset_n) if(!reset_n)cnt <=13'd0;else if(rx_busy)beginif(cnt == baud_rate_cnt_max)cnt <=13'd0;elsecnt <= cnt +1'b1;endelsecnt <= cnt;always@(posedge clk_50m or negedge reset_n) if(!reset_n)cnt_bit <=4'd1;else if(cnt == baud_rate_cnt_max )begin if(cnt_bit ==4'd10)cnt_bit <=4'd1;elsecnt_bit <= cnt_bit +1'b1;endelsecnt_bit <= cnt_bit;always@(posedge clk_50m or negedge reset_n)if(!reset_n)beginrx_data <=8'd0;endelse if(cnt == baud_rate_cnt_max /2)case(cnt_bit)4'd1:;//start4'd2: rx_data[0]<= uart_rx_r2;//bit 04'd3: rx_data[1]<= uart_rx_r2;4'd4: rx_data[2]<= uart_rx_r2;4'd5: rx_data[3]<= uart_rx_r2;4'd6: rx_data[4]<= uart_rx_r2;4'd7: rx_data[5]<= uart_rx_r2;4'd8: rx_data[6]<= uart_rx_r2;4'd9: rx_data[7]<= uart_rx_r2;//bit 74'd10:;//stopdefault:;endcaseelserx_data <= rx_data;endmodule附录5串口接收testbench`timescale1ns/1ps///////////////////////////////////////////////////////////////////// /////////////// Company:// Engineer://// Create Date: 2020/06/21 19:44:29// Design Name:// Module Name: uart_rxd_tb// Project Name:// Target Devices:// Tool Versions:// Description://// Dependencies://// Revision:// Revision 0.01 - File Created// Additional Comments://///////////////////////////////////////////////////////////////////// /////////////module uart_rxd_tb();reg clk_50m;reg reset_n;wire[7:0] rx_data;wire rx_done;wire rx_busy;reg uart_rx;parameter CLK_PERIOD =20;initial clk_50m =0;always#(CLK_PERIOD /2) clk_50m =~clk_50m;initial beginreset_n =0;uart_rx =1;//idle#(CLK_PERIOD *100);reset_n =1;# CLK_PERIOD;uart_rx =0;//start#(CLK_PERIOD *434);uart_rx =1;//bit0#(CLK_PERIOD *434);uart_rx =0;//bit1#(CLK_PERIOD *434);uart_rx =1;//bit2#(CLK_PERIOD *434);uart_rx =0;//bit3#(CLK_PERIOD *434);uart_rx =1;//bit4#(CLK_PERIOD *434);uart_rx =0;//bit5#(CLK_PERIOD *434);uart_rx =1;//bit6#(CLK_PERIOD *434);uart_rx =0;//bit7#(CLK_PERIOD *434);uart_rx =1;//stop#(CLK_PERIOD *434);uart_rx =1;//idle#(CLK_PERIOD *434);#(CLK_PERIOD *434);#(CLK_PERIOD *434);uart_rx =0;//start #(CLK_PERIOD *434);uart_rx =0;//bit0#(CLK_PERIOD *434);uart_rx =1;//bit1#(CLK_PERIOD *434);uart_rx =0;//bit2#(CLK_PERIOD *434);uart_rx =1;//bit3#(CLK_PERIOD *434);uart_rx =0;//bit4#(CLK_PERIOD *434);uart_rx =1;//bit5#(CLK_PERIOD *434);uart_rx =0;//bit6#(CLK_PERIOD *434);uart_rx =1;//bit7#(CLK_PERIOD *434);uart_rx =1;//stop#(CLK_PERIOD *434);uart_rx =1;//idle#(CLK_PERIOD *434);#(CLK_PERIOD *434);#(CLK_PERIOD *434);$stop;enduart_rxd uart_rxd(.clk_50m(clk_50m),.reset_n(reset_n),.rx_data(rx_data),.baud_set(3'd4),.rx_done(rx_done),.rx_busy(rx_busy),.uart_rx(uart_rx));endmodule。

RS 编码RS(255,249) 码的生成多项式为G （x ）=∏=-5)(i ia x ，其中a 为本原元，是本原多项式p （x ）=12348++++xxxx 的根。

RS 系统编码器可看作是一个多项式除法器，首先用kn x-乘以消息多项式m （x ），，即在信息码后附加（n-k ）个“0”， ，将得到的结果kn x -m （x ）除以g （x ），得到余式，b （x ）=112210...----++++k n k n xb x b x b b 为所求的校验位，从而，可将码字多项式表示为c （x ）=kn x -m （x ）+b （x ）。

RS 译码由于RS 码是一种循环码，令码字多项式为c （x ），错误多项式为e （x ），则接收多项式可表示为r （x ）= c （x ）+ e （x ）。

存在校验矩阵H ，使c*TH=0，!，定义接收矢量的伴随式S= r*TH=（t s s s 221,...,,）。

可得伴随式：)()(jjj a e a r s ==j=1,2,3,…n 可知伴随式完全由噪声E 决定，充分反映了信道干扰的情况。

循环码编码循环码通常采用码多项式描述, 假设(7, 4)循环码的码字为(1001000), 就可用T(x)=1+x3 表示。

特别是用g(x)表示前k- 1 位皆为0 的码组, 称为生成多项式。

由循环码的性质可知, 循环码对生成矩阵可由码对生成多项式g( x) 及其循环移位构成, (7, 4)循环码生成多项式g(x)=1+x+x3(1011)或g(x)=1+x2+x3(1101), 以选1011 为(7, 4)CRC 码的生成多项式, 用矩阵表示如下式2- 1。

根据生成矩阵, 就可利用上面介绍的方法设计编码器了。

还可以利用循环码自身的循环性, 更方便地实现编码器。

(7, 4)循环码为例, 若输入信息码元为u(x)=1+x3, 则: kn x-u （x ）=63x x +=x+)1m od(22x x x ++因此, 码多项式为:o （x ）=r （x ）+kn x -u （x ）=x+632x xx++其中r(x)=x+x2 为信息码元置为高位后整除生成多项式的余式, 它正好对应于校验序列。

实现功能，FPGA 里实现从PC 串口接收数据，接着把接收到的数据发回去。

波特率可选 9600bps,可调1bit 起始位，8bit 数据，1bit 停止位，无校验位。

参考《VHDL 硬件描述语言与和数字逻辑电路设计》模块介绍如下一、串口数据接收模块： 特别注意一个数据位占 4个clk_bps_4时钟周期。

串口数据接收控制当数据接收端rxd 出现起始位低电平，启动接收控制计数器rx_cnt,置位为 8' b0111_00(28),即 rx_cnt[5:2]== 4 ' b0111(7),rx_cnt[1:0]== 2'b00(0); —个计数周期开始，伴随clk_bps_4, rx_cnt 加1 (每一个数据位加 4) 串口接收数据移位控制(关键采样点的选取)每当rx_cnt[1:0] == 2'b01, 为了保证在 rxd 一位数据靠近中间位置采样；每 4个 clk_bps_4, rx_cnt[5:2] 力口 1 当 rx_cnt[5:2] == 8,9,10….15，完成 8 位的数据采样，串并变换置位标志位rxdF 数据接收标志rxd 出现起始位低电平，rxdF 置1 ,表示数据接收开始；当rx_cnt 计数到rxdflk reserr<scido hichF1 fr冲'豔K/ tt/ L J弃L--XrdbLLLCLK RESETI rrpset|EMPTY8'b1111_11( 63), 数据接收完成，rxdF 置0置位标志位rdFULL; 5，完成一位起始位，8 位的数据位发送，随后txd 置1(停止位)，完成并串转换置位标志位txdF ，tdEMPTY st_n(rst_n),.clk_bps_4(clk_bps_4),.wr(wr),.tdEMPTY(tdEMPTY),.DATA(DATA),.txd(txd));st_n(rst_n),.clk_bps_4(clk_bps_4),.rd(rd),.rdFULL(rdFULL),.do_latch(do_latch),.rxd(rxd));/* 针对9600bps ，生成的时钟信号，用于接收数据采样与数据发送*/ Baudrate baud(.clk(clk),.rst_n(rst_n), .clk_bps_4(clk_bps_4));Endmodule串口数据接收模块：module Uart_RX(rst_n, clk_bps_4, rd, rdFULL, do_latch, rxd);input rst_n; // 低电平复位input clk_bps_4; //4 倍于波特率时钟信号即一个数据位占4 个时钟周期input rd;// 接收使能, 低电平有效output reg[7:0] do_latch;// 接收数据锁存output reg rdFULL;// 接收锁存器满标志input rxd;// 串口引脚输入reg[7:0] data_r = 8'bx; // 接收数据寄存器reg[5:0] rx_cnt;reg rxdF;// 数据接收标志，RX模块内部信号/* 当数据接收端rxd 出现起始位低电平，启动接收控制计数器rx_cnt, 置位为b0111_00(28),8'即rx_cnt[5:2]== 4 'b0111(7),rx_cnt[1:0] == 2'b00(0);一个计数周期开始，伴随clk_bps_4, rx_cnt 加1(每一个数据位加4) */ always@(posedgeclk_bps_4 or negedge rst_n)beginif(!rst_n)begin rx_cnt <= 0; endelse if(rx_cnt <= 27 && rxd == 0)begin rx_cnt <= 28; endelse if(rx_cnt <= 27 && rxd == 1)// 串口无数据时，rx_cnt 保持0 begin rx_cnt <= 0;endelsebegin rx_cnt <= rx_cnt + 1;endend/* 空闲时rdFULL 置0，当数据接收完成，数据锁存到do_latch,同时rdFULL置1,向上层模块表示数据以准备0K可以来读取；rd 置0, 表示上层模块开始读取数据，rdFULL 置0，表示数据已读走*/ always@(posedgeclk_bps_4 or negedge rst_n)// 置位标志位rdFULL beginif(!rst_n)begin rdFULL <= 0； endelse if(rd == 0)begin rdFULL <= 0； endelse if(rxdF == 1 && rx_cnt == 63)begindo_latch <= data_r；// 数据锁存rdFULL <= 1；// 锁存器数据准备0Kendend/*rxd 出现起始位低电平, rxdF 置1 ，表示数据接收开始；当rx_cnt计数到8' b1111_11(63),数据接收完成，rxdF置0* always@(posedge clk_bps_4 or negedge rst_n)// 置位标志位rxdFendcaseend endmodule串口数据发送模块：module Uart_TX(rst_n, clk_bps_4,wr,tdEMPTY, DATA, txd); input rst_n; // 低电平复位 input clk_bps_4; //4 倍于波特率时钟信号 input [7:0]DATA;beginif(!rst_n)begin rxdF <= 0; endelse if(rxd == 0)// 拉低表示有数据来begin rxdF <= 1;endelse if(rxdF == 1 && rx_cnt == 63)begin rxdF <= 0;endend/* 每当 rx_cnt[1:0] == 2'b01, 每 4 个 clk_bps_4, rx_cnt[5:2] 串并变换 */ always@(posedge clk_bps_4)// beginif( rx_cnt[1:0] == 2'b01 )case(rx_cnt[5:2]) //4'd7:rxd==0; 起始位 4'd8:data_r[0] <= rxd;// 4'd9:data_r[1] <= rxd;// 4'd10:data_r[2] <= rxd;// 4'd11:data_r[3] <= rxd;// 4'd12:data_r[4] <= rxd;// 4'd13:data_r[5] <= rxd;// 4'd14:data_r[6] <= rxd;// 4'd15:data_r[7] <= rxd;//为了保证在 力口 1 当rx_cnt[5:2]数据接收rxd 一位数据靠近中间位置采样 ; ==8,9,10…15,完成8位的数据采样,低第 1 位 第 2 位 第 3 位 第 4 位 第5位 第 6 位 第 7 位 高第 8 位input wr;// 发送使能信号output reg tdEMPTY;// 发送寄存器空标志对外输出output txd;// 串口引脚输出reg txdF;// 发送完成标志模块内部信号reg txd_r; // 发送寄存器reg[7:0] din_latch;// 发送数据锁存reg[5:0] tx_cnt;// 发送计数器/* 空闲时wr 置1，数据发送时wr 产生低电平脉冲，wr 上升沿将数据锁存到din_latch;*/ always@(posedge wr)begin//din_latch <= 8'hAB; din_latch <= DATA;end/*wr 由0 跳变为1 后，启动发送控制计数器tx_cnt, 置位为8'b0111_00(28), 即tx_cnt[5:2]== 4 'b0111(7), tx_cnt[1:0] == 2'b00(0);一个计数周期开始，伴随clk_bps_4, tx_cnt 加1(每一个数据位加4) */always@(posedge clk_bps_4 or negedge rst_n) beginif(!rst_n)begin tx_cnt <= 0; endelse if(tx_cnt <= 27)beginif(tdEMPTY == 0 && wr == 1)begin tx_cnt <= 28;endelse begin tx_cnt <= 0; endendelsebegin tx_cnt <= tx_cnt + 1;endend/*当写数据到发送寄存器din_latch 时，txdF , tdEMPTY置0;当tx_cnt 计数到8' b1111_11(63),数据发送完成，txdF , tdEMPTY置1; */ always@(posedge clk_bps_4 or negedge rst_n)beginif(!rst_n)begintxdF <= 1;tdEMPTY <= 1;endelse if(wr == 0)begintxdF <= 0;tdEMPTY <= 0;endelse if(txdF == 0 && tx_cnt == 63)begintxdF <= 1; tdEMPTY <= 1;endend/* 每4 个clk_bps_4, tx_cnt[5:2] 力口1 当tx_cnt[5:2] ==7,8,9,10 …15,完成一位起始位，8位的数据位发送，随后txd 置1(停止位) ，完成并串转换*/ always@(posedge clk_bps_4 or negedge rst_n)if(!rst_n)begintxd_r <= 1;endelsebegincase(tx_cnt[5:2])4'd7:txd_r <= 1'b0; // 起始位04'd8:txd_r <= din_latch[0]; // 低第1 位4'd9:txd_r <= din_latch[1]; // 第2位4'd10:txd_r <= din_latch[2];// 第3位4'd11:txd_r <= din_latch[3];// 第4位4'd12:txd_r <= din_latch[4];// 第5位4'd13:txd_r <= din_latch[5];// 第6位4'd14:txd_r <= din_latch[6];// 第7位4'd15:txd_r <= din_latch[7];// 高第 8 位 default:txd_r <= 1; endcase endassign txd = txd_r; endmodule波特率发生模块：/* 针对 9600bps ，生成 4 倍于波特率的时钟信号，用于采样 */ module Baudrate(clk, rst_n,clk_bps_4); input clk; // 时钟周期 50MHzinput rst_n; // 低电平复位reg clk_bps_4;always@(posedge clk or negedge rst_n) beginif(!rst_n) begin clk_bps_4 <= 0; bps_cnt <= 0;end elsebeginif(bps_cnt == N/2 - 1)begin clk_bps_4 <= ~clk_bps_4; bps_cnt <= 0;end elsebegin bps_cnt <= bps_cnt + 1;end endend endmoduleoutput clk_bps_4; //时钟信号 9600*4 reg [12:0] bps_cnt; // parameter N=1302;//波特率产生时计数 分频系数 9600bpsModelsim 仿真波形图：rxd 端输入数据 01010101 , txd 发送01010101 'i LUU'JUITJ J..ULU If.'UU- J LLbllJUJ Jlf_ L L_LLUUJllUL.LLUlllniL j.jiirjuJJUJuuLuirjiiiiiiiniLL'UU'.J J ipunnLiii 2 LJ^,ULX5tl hrjuEJumninnrLuiJiJui JirjinmfjujnLWTnimfnr TTTD 】门丁q■■nr '1 tfejarli danaj U.-UmJlfiLLfUlTJUlJ ja —i 暫主诞OfnEMJini'jinjrL'ULrjiLri I 咼岂巫:HS3E 1SS«二.■UITJXJ ifL ：ui^.：jioiwwirjinr. i连接PC 串口助手。

11.9.2 RS(204, 188)译码器的设计RS码在通信系统、数字电视和计算机存储系统中应用很广泛。

例如，DVB（数字电视）标准中信道编/解码采用RS(204, 188)；ATM网络中使用RS(128, 124)作为前向纠错编码（Forward Error Correcting, FEC）。

本节将以DVB标准中定义的RS(204, 188)译码器为例，详细介绍基于改进的BM迭代算法、pipeline结构的译码的所有技术细节。

考虑到译码器的可扩展性、可维护性，实例中尽可能地使用参数化、模块化的设计。

读者可在实例代码基础上作很小的改动，就能实现不同需要的RS译码器。

1. 应用背景在数字通信、数字电视中，信道编码的使用提高了数据传输的质量。

虽然增加了传输带宽，但信道编码减小了数据传输出现误码的概率，同时也减小了所需要的信噪比（signal-to-noise rate）。

在大多数应用中，将RS码与卷积码级联使用进行纠错。

在自信源至接收的过程中，数字电视信号的编码包括信源编码、信道编码及加密。

信道编码又称做前向纠错编码，其目的是提高信息传送或传输的可靠性，当传输差错在一定范围内，接收机都能将误码纠正过来。

必须指出，信道编码并非指信号经上变频发送出去后，在传输信道中（有线、卫星或地面）进行编码，而是指经过编码后便匹配信道传输和减少差错。

因此，自信源编码后的所有编码包括能量随机化扰码、卷积、交织、Reed-Solomon编码等都可划为信道编码。

典型的数字电视信道编码如图11-73所示。

为信息位，t为能纠正误码的最大的码位，且RS外码编码的特点是纠正与本组有关的误码，尤其对纠正突发性的误码最有效。

通常，n、k、t分别为204、188和8。

如图11-74所示为"EN 300 429"有线数字电视（DVB-C）标准规定的发送端（Cable Head-end）框图，其中包括了数据帧结构（Framing structure）、信道编码及调制。

RS系列编译码器的设计与FPGA实现RS系列编译码器是一种纠错编码器，用于在数字通讯系统中，对比特流进行纠错。

RS编译码器具有强大的纠错能力和低的延迟，因此被广泛应用于数据传输系统。

本文详细介绍了RS编译码器的设计与FPGA实现。

首先，本文介绍了RS编译码器的基本原理。

RS编译码器采用的是非二元域的有限域GF(q)的运算，其中q为素数幂。

RS 编码器基于Berlekamp-Massey算法实现，该算法能够快速求解改正错误多项式的系数，从而实现纠错功能。

RS译码器则基于Forney算法实现，该算法能够快速求出受损位置的错误位的值，从而实现修正错误的功能。

接着，本文详细介绍了RS编译码器的硬件设计。

RS编码器的设计涉及到加法器和乘法器的设计。

由于非二元域的加法和乘法不同于二元域，因此需要在硬件设计中进行特殊处理。

本文提出了一种快速乘法器的设计方法，通过分别实现GF(q)域的高32位和低32位的乘法，从而实现更快的运算速度。

此外，本文还设计了各种状态机、寄存器和时钟管理电路，以实现流水线操作和低延迟的运算。

最后，本文介绍了RS编译码器的FPGA实现。

本文使用Xilinx公司的FPGA器件，通过Verilog HDL语言进行编码，将RS编译码器实现在FPGA芯片上。

通过仿真和验证，本文证明了RS编译码器能够在FPGA芯片上进行快速的纠错和译码操作。

此外，本文还提出了一些可优化的设计，以进一步提高RS编译码器的性能和可靠性。

例如，可以对乘法器的位宽进行优化，选择更快的加法器实现方式等。

综上所述，本文介绍了RS编译码器的设计与FPGA实现。

RS 编译码器是数字通讯系统中常见的纠错编码器，本文所提出的设计和优化方法可以进一步提高RS编译码器的运算速度和可靠性。

串口通讯设计之V e r i l o g实现FPGA串口模块是将由RS-485发送过来的数据进行处理,提取出8位有效数据,并按异步串口通讯的格式要求输出到MAX3223的12脚;FPGA选用Xilinx公司的SpartanII系列xc2s50;此部分为该设计的主体;如上所述,输入数据的传输速率为700k波特率;为了使FPGA能够正确地对输入数据进行采样,提高分辨率能力和抗干扰能力,采样时钟必须选用比波特率更高的时钟,理论上至少是波特率时钟的2倍;1 串口通信基本特点随着多微机系统的应用和微机网络的发展,通信功能越来越显得重要;串行通信是在一根传输线上一位一位地传送信息.这根线既作数据线又作联络线;串行通信作为一种主要的通信方式,由于所用的传输线少,并且可以借助现存的电话网进行信息传送,因此特别适合于远距离传送;在串行传输中,通信双方都按通信协议进行,所谓通信协议是指通信双方的一种约定;约定对数据格式、同步方式、传送速度、传送步骤、纠错方式以及控制字符定义等问题做出统一规定,通信双方必须共同遵守;异步起止式的祯信息格式为：每祯信息由四部分组成：位起始位;~8位数据位;传送顺序是低位在前,高位在后.依次传送;c.一位校验位,也可以没有;d.最后是1位或是2位停止位;FPGAField Pmgrammable Gate Array现场可编程门阵列在数字电路的设计中已经被广泛使用;这种设计方式可以将以前需要多块集成芯片的电路设计到一块大模块可编程逻辑器件中,大大减少了电路板的尺寸,增强了系统的可靠性和设计的灵活性;本文详细介绍了已在实际项目中应用的基于FPGA的串口通讯设计;本设计分为硬件电路设计和软件设计两部分,最后用仿真验证了程序设计的正确性;2 系统的硬件设计本方案的异步串行通信的硬件接口电路图如图1所示,主要由四部分组成：RS-485数据发送模块、FPGA 串口模块、MAX3223和DB9;各部分功能简述如下：RS-485数据发送模块是将前续电路的数据发送到FPGA,供本电路处理,亦即本电路的输入;RS485是符合RS-485和RS-4225串口标准的低功耗半双工收发器件,有和5V两种,在本设计中选用了的器件SP3485;在本设计中;485的7脚和8脚与前端信号相连接,用于接收输入的数据;数据格式是这样的：一帧数据有25位,报头是16个高电平和1个低电平,接下来是8位有效的数据;传输速率为700k波特率;2脚是使能端,与FPGA的I/O 口相连,由FPGA提供逻辑控制信号;1脚和4脚也与FPGA相连,由FPGA对输入数据进行处理;FPGA串口模块是将由RS-485发送过来的数据进行处理,提取出8位有效数据,并按异步串口通讯的格式要求输出到MAX3223的12脚;FPGA选用Xilinx公司的Spartan II系列xc2s50;此部分为该设计的主体;如上所述,输入数据的传输速率为700k波特率;为了使FPGA能够正确地对输入数据进行采样,提高分辨率能力和抗干扰能力,采样时钟必须选用比波特率更高的时钟,理论上至少是波特率时钟的2倍;在本设计中选用4倍于波特率的时钟,利用这种4倍于波特率的接收时钟对串行数据流进行检测和定位采样,接收器能在一个位周期内采样4次;如果没有这种倍频关系,定位采样频率和传送波特率相同,则在一个位周期中,只能采样一次,分辨率会差;比如,为了检测起始位下降沿的出现,在起始位的前夕采样一次之后,下次采样要到起始位结束前夕才进行;而假若在这个周期期间,因某种原因恰恰使接收时钟往后偏移了一点点,就会错过起始位;造成整个后面位的检测和识别错误;针对本设计,FPGA的软件共分了三个模块：1.时钟分频模块;模块的功能是用来产生所需要的数据采集时钟和数据传输时钟;系统主频是40M的;数据采集时钟是2.8M的,发送时钟是;2. 提取数据模块;由RS485发送过来的数据共有25位,其中只有8位是有效数据;为了发送这8位有效数据;必须先将其提取出来;提取的办法是这样的：通过连续检测到的16个高电平和一个低电平;判断8位有效数据的到来;然后按照串行数据传输的格式,在加上起始位和停止位后,将其存储于输出缓冲寄存器中;在这里,我们的串行数据输出格式是这样规定的,一位起始位,八位数据位,一位停止位,无校验位;3.串行数据输出模块;这一模块相对比较简单,波特率选为,模块的功能是在移位输出脉冲的作用下,将输出缓冲寄存器中的数据移位输出;MAX3223是实现电平转换的芯片;由于RS-232c是用正负电压来表示逻辑状态;与TTL以高低电平表示逻辑状态的规定不同;因此,为了能够同计算机接口或终端的TTL器件连接,必须在RS-232与TTL电路之间进行电平和逻辑关系的变换;实现这种变换的方法可用分立元件,也可用集成电路芯片; MAXIM公司的MAX3223是为满足RS-232c 的标准而设计的具有功耗低、波特率高、价格低等优点,外接电容仅为或1uF,为双组RS232收发器;由MAX3223的12脚输入的数据,经过电平转换后由8脚输出,再经过DB9的TxD端输出,由PC机接收并做后续处理;3 系统软件设计FPGA模块是本设计的主体,使用Verilog硬件描述语言进行编写,本段代码共有两个子模块,分别实现提取八位数据和串行数据发送的功能;下面是verilog源代码module SIMOdin,clk,rst,dout_ser;input din; 4倍于波特率的时钟reg txclk; //发送数据时钟;发数据取的波特率integer bitpos="7"; //当前位parameters0=0,s1=1,s2=2,s3=3;reg2:0state;reg4:0counter; //用来计算报头报尾中1的个数reg tag,tag1;reg2:0cnt3;reg txdone="1"''''b1;//一个字节数据传输完毕标志提取有效数据位并按串行通讯格式装载数据always posedge nclk or posedge rstbegin ifrst begin state<=0; counter<=0; tag1=0; tag="0"; indata_buf<=8''''bz; dout_buf<=10''''bz; bitpos ="7"; cnt3<=0; end else casestate s0:begin tag="0";//表示数据没有装好ifdinbegin counter<=counter+1; state<=s0; ifcounter==15//如果检测到16个1则转入s1状态检测接下来的是不是0begin state<=s1; counter<=0;end endelse begin counter<=0; state<=s0;end end s1:ifdin//如果是0的话,转入s2状态,提取八位有效数据state<=s2; else //否则转到s0状态重新检测state<=s0; s2:ifcnt3==3//是否采集四次数据begin cnt2<=0; indata_bufbitpos<=din; //先进来的是高位数据bitpos="bitpos-1"; ifbitpos==-1begin bitpos=7;state<=s3;endend elsecnt3<=cnt3+1; s3:begin tag1=tag; tag=1''''b1; //标志输入寄存器满;表明已把有用数据装入寄存器iftag&&~tag1&&txdone //检测到tag的上升沿以及txdone为高才把输入缓冲数据放到输出缓冲去dout_buf<={1''''b1,indata_buf7:0,1''''b0};//停止位,高位,低位,起始位state<=s0; end endcaseend//发送数据模块reg3:0 state_tx=0;txclk or posedge rstbegin ifrst begindout_ser<=1''''bz;state_tx<=0;txdone=1; end elsecasestate_tx0:begin dout_ser<=dout_buf0;state_tx<=state_tx+1;txdone=1''''b0;end 1:begin dout_ser<=dout_buf1;s tate_tx<=state_tx+1;end 2:begin dout_ser<=dout_buf2;state_tx<=state_tx+1;end 3:begin dout_ser<=dout_buf 3;state_tx<=state_tx+1;end 4:begin dout_ser<=dout_buf4;state_tx<=state_tx+1;end 5:begin dout_ser<=dout_ buf5;state_tx<=state_tx+1;end 6:begin dout_ser<=dout_buf6;state_tx<=state_tx+1;end 7:begin dout_ser<=do ut_buf7;state_tx<=state_tx+1;end 8:begin dout_ser<=dout_buf8;state_tx<=state_tx+1;end 9:begin dout_ser< =dout_buf9;state_tx<=state_tx+1;end endcase endendmodule注：两个频率信号nclk、txclk由相应的分频程序产生;由于篇幅所限未在文中列出;FPGA模块接收从RS-485发送过来的串行数据;25位为一个字符;数据的传输速率是700kbps,用四倍于波特率的速率进行采样,这样可以大大降低系统的噪声;数据的串行输出波特率选为11200bps;由输入输出波形图可以看出：本段程序实现了对输入数据的有效数据位的提取,并按照一定的波特率进行串行输出;程序中,波特率可以根据需要通过分频程序进行改动;硬件电路搭建简单,程序代码书写容易;数据传输稳定可靠,可以满足串口通信的要求;。

在FPGA中实现RS485通信，需要控制发送方和接收方的差分信号输出和输入。

以下是一个基本的步骤：
1. 定义输入输出端口：在Verilog代码中，通过定义不同的输入输出端口来实现发送和接收功能。

2. 编码数据：发送方将要发送的数据通过编码后转换成差分信号输出。

常用的编码方式有NRZ（非归零码）、Manchester码等。

3. 接收数据：接收设备检测到双绞线上的RS485电平的每一个单bit数据，将其转换为普通的TTL电平信号，并通过接收器输出脚送给UART控制器的接收脚。

4. 解码数据：UART控制器将接收脚上的每一个单bit信号按照UART协议进行接收解码，得到以字节为单位的实际数据。

5. 数据解析：MODBUS协议栈将UART接收到的多个字节数据进行解析得到完整的数据帧，并解帧得到实际的数据部分。

在实际应用时，MODBUS协议栈一般由CPU通过软件方式实现。

以上步骤仅供参考，建议咨询专业人士获取具体信息。

verilog串⼝通信程序FPGA实现RS-232串⼝收发的仿真过程（Quartus+Synplify+ModelSim）(2007-09-11 12:17:37)⽹上关于RS-232的异步收发介绍得很多，最近没事学着摸索⽤ModelSim来做时序仿真，就结合⽹上的参考资料和⾃⼰的琢磨，做了这个东西。

针对我这个⼩程序结合FPGA的开发流程，主要⾛了以下⼏步：1. ⽂本程序输⼊（Verilog HDL）2. 功能仿真（ModelSim，查看逻辑功能是否正确，要写⼀个Test Bench）3. 综合（Synplify Pro，程序综合成⽹表）4. 布局布线（Quartus II，根据我选定的FPGA器件型号，将⽹表布到器件中，并估算出相应的时延）5. 时序仿真（ModelSim，根据时延做进⼀步仿真）这⾥贴出我的程序和各个详细步骤，能和各位正在学习的新⼿们⼀起分享。

0. 原理略⼀、⽂本程序输⼊（Verilog HDL）发送端：module trans(clk,rst,TxD_start,TxD_data,TxD,TxD_busy);input clk,rst,TxD_start;input[7:0] TxD_data; lk(clk),.rst(rst),.TxD_start(TxD_start),.TxD_busy(TxD_busy),.TxD_data(TxD_data),.TxD(TxD));rcv rcv(.clk(clk),.rst(rst),.RxD(TxD), xD_data(RxD_data),.RxD_data_ready(RxD_data_ready));initial beginTxD_start = 0;TxD_data = 0;clk = 0;rst = 1;#54 rst = 0;#70 rst = 1;#40 TxD_start = 1'b1;#10 TxD_data = 8'b;#100 TxD_start = 1'b0;endalways begin#30 clk = ~clk;#10 clk = ~clk;endendmodule⼆、综合三、FPGA与PC串⼝⾃收发通信串⼝通信其实简单实⽤，这⾥我就不多说，只把⾃⼰动⼿写的verilog代码共享下。

Verilog是一种硬件描述语言，用于设计和建模电子系统，特别是数字系统。

Verilog语言具有编译指令，这些指令告诉编译器如何处理代码。

以下是一些常见的Verilog编译指令：1. `module`: 这是Verilog中最基本的编译指令，用于定义一个模块。

模块是Verilog设计的基本单元，它描述了电路的功能。

```verilogmodule module_name (input, output, ...);...endmodule```2. `parameter`: 该指令用于定义参数，可以在模块实例化时进行赋值。

```verilogparameter PARAMETER_NAME = DEFAULT_VALUE;```3. `input`: 该指令用于定义模块的输入端口。

```veriloginput port_name;```4. `output`: 该指令用于定义模块的输出端口。

```verilogoutput port_name;```5. `reg`: 该指令用于定义寄存器类型。

在Verilog中，所有的信号都必须是寄存器类型或者线类型。

```verilogreg reg_name;```6. `wire`: 该指令用于定义线类型。

线类型通常用于表示信号，并且可以驱动其他寄存器类型的变量。

```verilogwire wire_name;```7. `assign`: 该指令用于为线类型变量赋值。

在Verilog中，线类型变量不能在连续赋值语句中使用，必须使用`assign`语句进行赋值。

```verilogassign wire_name = expression;```8. `initial`: 该指令用于定义模块的初始化代码块。

在Verilog 中，所有的模块都必须有一个`initial`块。

```veriloginitial begin// initialization code hereend```。

串行器verilog代码串行器（Serializer）是一种电子设备，用于将并行数据转换为串行数据，以便在单个通道上进行传输。

以下是一个简单的串行器的 Verilog 代码示例：verilogmodule Serializer (input wire clk, // 时钟信号input wire reset, // 复位信号input wire [7:0] parallel_data, // 并行数据输入output reg serial_data // 串行数据输出);reg [2:0] shift_reg; // 移位寄存器，用于存储并行数据的位reg [2:0] count; // 计数器，用于控制移位寄存器的移位次数always @(posedge clk or posedge reset) beginif (reset) begin// 当复位信号为高电平时，将计数器和移位寄存器清零count <= 0;shift_reg <= 0;serial_data <= 0;end else beginif (count == 3'd7) begin// 当计数器达到最大值时，将并行数据的最低位存入移位寄存器，并将计数器清零shift_reg <= {parallel_data[0], shift_reg[2:1]};count <= 0;end else begin// 否则，将移位寄存器向左移动一位，并将计数器加1shift_reg <= {shift_reg[1:0], serial_data};count <= count + 1;end// 将移位寄存器的最低位作为串行数据输出serial_data <= shift_reg[0];endendendmodule需要注意的是，上述代码中的计数器 count 用于控制移位寄存器的移位次数，当计数器达到最大值时，将并行数据的最低位存入移位寄存器，并将计数器清零。

格雷码（Gray Code）是一种二进制编码方式，其特点是相邻的两个代码只有一位二进制数不同。

格雷码在硬件设计中，特别是在数字电路中，常常被用来减小误差。

以下是一个简单的Verilog代码示例，用于生成4位的格雷码编码器：verilog复制代码module gray_code_encoder(input [3:0] data_in,output reg [3:0] gray_code_out);always @(*) begincase(data_in)4'b0000: gray_code_out = 4'b0000;4'b0001: gray_code_out = 4'b0001;4'b0010: gray_code_out = 4'b0011;4'b0011: gray_code_out = 4'b0110;4'b0100: gray_code_out = 4'b0111;4'b0101: gray_code_out = 4'b1011;4'b0110: gray_code_out = 4'b1110;4'b0111: gray_code_out = 4'b1101;4'b1000: gray_code_out = 4'b1100;4'b1001: gray_code_out = 4'b1010;default: gray_code_out = 4'bXXXX; // Undefined stateendcaseendendmodule这个模块接收一个4位的输入data_in，然后将其转换为对应的格雷码并输出。

注意，对于不在这9种情况中的输入，模块将输出高阻态（即，未定义的格雷码）。

请注意，这只是一个基本的示例。

在实际应用中，你可能需要根据你的具体需求对其进行修改或扩展。

阻塞赋值方式：如：(b=a) 一般在组合逻辑电路中使用*赋值语句执行完后，块才结束；*B的值在赋值语句结束时立即发生改变；*在时序电路中使用时可能发生意想不到的后果。

非阻塞赋值方式：如：（a<=b）四位全加器代码module adder4 (count,sum,ina,inb,inc); //以分号结束output [3:0] sum; //表示四位输出数据output count ; //省略位宽表示一位input [3:0] ina,inb;input inc;assign {count,sum}=ina+inb+inc;Endmodule //连写不能加分号一位计数器代码module shiweijishu (reset,clk,out);output [3:0] out;input clk,reset;reg out; //always @(posedge clk) //beginif (reset) out<=0; //else if (out==9) out<=0;else out<=out+1;out<=out;endEndmoduleIf语句（1）if（表达式）语句例如：if（a<b）out1<=in1; （2）If（表达式）语句1；Else 语句2；例如：if（a<b）out1<=in1;Else out2<=in2;(3) if(表达式1) 语句1 ；Else if（表达式2）语句2；Else if（表达式3）语句3；……Else if（表达式n）语句n；Else 语句m例如：if（a<b）out1<=in1;Else If(a==b) out2<=in2;Else out3<=in3;Reg双输入与非门module nand2(y,a,b);output y;input a,b;reg y;always @(a,b)begincase ({a,b})2'b00:y=1;2'b01:y=1;2'b10:y=1;2'b11:y=0;default:y='bx;endcaseendEndmoduleCase 语句：二输入与非门module nor_2 (y,a,b);input a,b;output y;reg y;always @(a,b)beginif ({a,b}==00) y<=1;else if ({a,b}==01) y<=0;else if ({a,b}==10) y<=0;else y<=0;endendmodule三八译码器代码：module yima3_8(a,q);input [2:0]a;output [7:0]q;reg [7:0]q;always @(a)begincase (a[2:0])3'b000:q[7:0]<=00000000;3'b001:q[7:0]<=00000010;3'b010:q[7:0]<=00000100;3'b011:q[7:0]<=00001000;3'b100:q[7:0]<=00010000;3'b101:q[7:0]<=00100000;3'b110:q[7:0]<=01000000;3'b111:q[7:0]<=10000000;endcaseendendmodule数码管显示代码：module key_led7(key,led7,led7_sc);input [7:0]key;output [7:0]led7;output [2:0]led7_sc;reg [7:0]led7;reg [2:0]led7_sc;always @(key)begincase (key[7:0])8'b11111110:begin led7_sc[2:0]<=000;led7[7:0]<=8'b00000110;end8'b11111101:begin led7_sc[2:0]<=001;led7[7:0]<=8'b01011011;end8'b11111011:begin led7_sc[2:0]<=010;led7[7:0]<=8'b01001111;end8'b11110111:begin led7_sc[2:0]<=011;led7[7:0]<=8'b01100110;end8'b11101111:begin led7_sc[2:0]<=100;led7[7:0]<=8'b01101101;end8'b11011111:begin led7_sc[2:0]<=101;led7[7:0]<=8'b01111101;end8'b10111111:begin led7_sc[2:0]<=110;led7[7:0]<=8'b00000111;end8'b01111111:begin led7_sc[2:0]<=111;led7[7:0]<=8'b01111111;end8'b11111111:begin led7_sc[2:0]<=111;led7[7:0]<=8'b00000000;enddefault: begin led7_sc[2:0]<='bx;led7[7:0]<='bx;endendcaseendendmodule八选一多路选择器代码：module mux8 (y,a0,a1,a2,a3,a4,a5,a6,a7,b,g); output y;input a0,a1,a2,a3,a4,a5,a6,a7;input [2:0]b;input g;reg y;always @(b,a0,a1,a2,a3,a4,a5,a6,a7,g)beginif (g==0) y<=0;elsecase (b[2:0])3'b000:y<=a0;3'b001:y<=a1;3'b010:y<=a2;3'b011:y<=a3;3'b100:y<=a4;3'b101:y<=a5;3'b110:y<=a6;3'b111:y<=a7;endcaseendEndmodule数据分配器代码：module demux4 (a,b,y0,y1,y2,y3);input a;input [1:0]b;output y0,y1,y2,y3;reg y0,y1,y2,y3;always @(a,b)begincase (b[1:0])2'b00:y0<=a;2'b01:y1<=a;2'b10:y2<=a;2'b11:y3<=a;endcaseendendmodule数据比较器代码：module comparator (a,b,y0,y1,y2);input [3:0]a;input [3:0]b;output y0,y1,y2;reg y0,y1,y2;always @(a,b)beginif (a>b)beginy0=1;y1=0;y2=0;endelse if (a==b)beginy0=0;y1=1;y2=0;endelse if (a<b)beginy0=0;y1=0;y2=1;endendendmodule半加器代码：方法一：块语句module half_add(a,b,s,c);input a,b;output s,c;reg s,c;always @(a,b)begincase ({a,b})2'b00:begin s=0;c=0;end2'b01:begin s=1;c=0;end2'b10:begin s=1;c=0;end2'b11:begin s=0;c=1;endendcaseendendmodule方法二：数据流module half_add(a,b,s,c);input a,b;output s,c;assign s=a^b;assign c=a&b; endmodule方法三：元件调用module half_add(a,b,s,c); input a,b;output s,c;and(c,a,b);xor(s,a,b);endmodule。

verilog电路模块的端口描述Verilog电路模块的端口描述在Verilog语言中，模块是电路设计的基本单元。

模块定义了电路的功能和接口，其中端口描述了模块与外部环境的交互方式。

本文将围绕Verilog电路模块的端口描述展开讨论，介绍常见的端口类型和其功能。

一、输入端口（Input Port）输入端口用于接收外部信号输入到模块中，以供模块内部进行处理。

输入端口通常用于接收控制信号、数据信号等。

例如，一个简单的输入端口描述如下：input reg clk;input [7:0] data_in;在上述描述中，input关键字表示该端口为输入端口，reg关键字表示该端口是一个寄存器类型的信号。

clk是一个时钟信号，data_in 是一个8位的数据输入端口。

二、输出端口（Output Port）输出端口用于将模块内部处理的结果输出到外部环境中。

输出端口通常用于输出计算结果、状态信号等。

例如，一个简单的输出端口描述如下：output reg [7:0] data_out;在上述描述中，output关键字表示该端口为输出端口，reg关键字表示该端口是一个寄存器类型的信号。

data_out是一个8位的数据输出端口。

三、双向端口（Inout Port）双向端口可以实现输入和输出的双向传输。

它可以在一个时钟周期内既作为输入端口接收信号，又作为输出端口输出信号。

例如，一个简单的双向端口描述如下：inout [7:0] data_io;在上述描述中，inout关键字表示该端口为双向端口。

data_io是一个8位的双向数据端口，可以同时作为输入和输出。

四、时钟端口（Clock Port）时钟端口用于接收时钟信号，是数字电路设计中非常重要的一个端口。

时钟信号用于同步电路中的时序操作。

例如，一个简单的时钟端口描述如下：input reg clk;在上述描述中，input关键字表示该端口为输入端口，reg关键字表示该端口是一个寄存器类型的信号。