單片微型計算機外設模塊設計技術研究.pdf

1、本文利用自頂向下的正向設計方法，研究使用VerilogHDL語言設計兼容IntelMCS-51系列單片機的外圍設備模塊。整個設計流程中，設計軟件選用Mentor公司的Modelsim編譯仿真軟件、Synplicity公司的SynplifyPRO綜合軟件及Altera公司的QuartusFPGA開發(fā)平臺，在軟件開發(fā)環(huán)境中完成單片微型計算機外設模塊的前端代碼設計、功能仿真驗證、最終綜合于Altera公司Cyclone系列FPGA(Field

2、ProgrammableGateArray)芯片上，實現(xiàn)與IntelMCS-51完全兼容的HP-51型單片微型計算機外圍設備模塊。 本文首先介紹了單片微型計算機的發(fā)展歷史、應用方向、發(fā)展趨勢以及大規(guī)模數(shù)字集成電路一般的設計流程；接著詳細說明了本項目設計的HP-51型單片微型計算機的特點、架構及其指令、時序和中斷系統(tǒng)，并重點分析說明了該型單片微型計算機的外設模塊的功能、結構及工作方式；然后詳細說明了串行通信接口、定時/計數(shù)器兩個外

3、設模塊的設計過程，并給出了外設模塊各子功能模塊的輸入輸出端口、部分HDL源代碼、詳細的模塊功能仿真波形圖和RTL級電路圖。 本文對傳統(tǒng)的串行通信接口進行了兩點的改進：首先在串行接口接收數(shù)據(jù)前，先對串行數(shù)據(jù)進行過濾噪聲干擾處理；接著通過一個自適應波特率發(fā)生器自動偵測出串行數(shù)據(jù)波特率，直接可以將波特率除數(shù)輸入給串行通信接口控制寄存器。同時將除去噪聲干擾的純凈串行數(shù)據(jù)輸入給串行通信接口，這樣大大增強了串行口的抗噪聲性能。這也是本文的創(chuàng)