3-基于FPGA开发板OSK/TSP/C5P的串口通信设计 (CP2102N)

本文详细介绍基于Terasic FPGA开发板TSP(又名C5P和OSK)和其板载CP2102N USB-UART桥接芯片的串口通信系统设计与实现。系统采用Verilog HDL编写UART收发控制器,通过CP2102N实现FPGA与PC间的快速稳定通信。

关于串口通信的基础知识请参考之前文章:1-串行通信基础知识

1 CP2102N简介及其驱动安装

查阅数据手册TSP_v.x.x.x_SystemCD\Datasheet\Uart_to_USB\cp2102n-datasheet.pdf可知CP2102N关键特性:

  • 支持300bps至3Mbps波特率

  • 内置USB 2.0全速控制器

  • 自动波特率检测和信号极性控制

  • 3.3V UART接口电平,与FPGA直接兼容

在之前文章1-串行通信基础知识提到在使用UART转USB口之前,主机需要安装串口驱动程序,在操作系统中创建一个虚拟串口(如 COM3)。这样,上位机软件就可以像操作传统串口一样,通过这个虚拟串口与 FPGA 通信了。

当TSP开发板的串口J6口插到PC的USB口以后,电脑设备管理器会出现如下设备:

右击选中CP2102N USB to UART Bridge Controller 设备,选择更新驱动程序(P):

然后选择浏览我的电脑以查找驱动程序(R):

CP2102N的PC端驱动文件在TSP_v.x.x.x_SystemCD\Tool\serial_driver(该压缩包在友晶官网下载)路径下, 比如您的电脑当前版本是Win10, 事先解压win10文件夹下的CP210x_Universal_Windows_Driver.zip压缩包到当前路径,然后将驱动路径指到刚解压的文件路径:

在点击下一步后会弹出驱动安装成功窗口,最后点击关闭按钮即可:

安装以后PC设备管理器如下:

1

TSP的串口硬件电路

TSP的串口硬件电路图如下:

1 串口代码设计与功能仿真

代码设计思想参考2-基于FPGA开发板DE23-Lite的串口通信设计 (FT2232H),Quartus工程下载:参见本文末,本工程使用Quartus 17.1 Lite版本,仿真(仿真设置步骤请参考06-基于FPGA和LTC2308的数字电压表设计-ModelSim仿真与Matlab模拟信号产生)结果如下:

引脚分配如下:

1 串口设计下板验证

测试之前硬件连接如下:

  • 连接串口J6 到PC;

  • 用USB Blaster线缆连接开发板和PC;

  • 连接12V电源到开发板;

将sof配置文件下载到开发板:

先从设备管理器里面找到当前串口的名称:

然后双击putty.exe打开串口调试工具:

点击Serial设置串口为COM10,波特率设置为115200,停止位设置为1,然后点击Session:

点击 Session以后出现如下界面,点击Open打开串口:

发送任意字符:

然后查看串口接收到的字符是否与之一致:

备注:

基于TSP(C5P/OSK)的例程下载地址:

通过网盘分享的文件:TSP_UART.rar

链接: https://pan.baidu.com/s/1iY0f5ef2YXWrHaXl_6q_xA 提取码: tera

1-串行通信基础知识

2-基于FPGA开发板DE23-Lite的串口通信设计 (FT2232H)

相关推荐
我爱C编程1 小时前
【仿真测试】基于FPGA的完整16QAM软解调链路实现,含频偏锁定,帧同步,定时点,Viterbi译码,信道,误码统计
fpga开发·16qam·软解调·帧同步·维特比译码·频偏估计·定时点提取
高速上的乌龟2 小时前
Lattice LFCPNX-100 Fpga开发+源码:基于spi协议的flash驱动控制
fpga开发
ehiway3 小时前
中科亿海微SoM模组——FPGA高速信号采集解决方案
fpga开发
tiantianuser10 小时前
RDMA设计13:融合以太网协议栈设计2
fpga开发·rdma·高速传输·cmac·roce v2
XINVRY-FPGA15 小时前
XC3S1000-4FGG320I Xilinx AMD Spartan-3 SRAM-based FPGA
嵌入式硬件·机器学习·计算机视觉·fpga开发·硬件工程·dsp开发·fpga
国科安芯20 小时前
航天医疗领域AS32S601芯片的性能分析与适配性探讨
大数据·网络·人工智能·单片机·嵌入式硬件·fpga开发·性能优化
贝塔实验室21 小时前
新手如何使用Altium Designer创建第一张原理图(三)
arm开发·单片机·嵌入式硬件·fpga开发·射频工程·基带工程·嵌入式实时数据库
FPGA_无线通信1 天前
OFDM 同步设计(3)
算法·fpga开发
贝塔实验室1 天前
Altium Designer全局编辑
arm开发·经验分享·笔记·fpga开发·dsp开发·射频工程·基带工程
北京青翼科技1 天前
【TES818 】基于 VU13P FPGA+ZYNQ SOC 的 8 路 100G 光纤通道处理平台
图像处理·人工智能·fpga开发·信号处理·智能硬件