實現(xiàn)單片機與FPGA的雙向并口通信

那么下面我們開始講解一下相應(yīng)的程序語言吧。我用的單片機芯片是加強型的51單片機C8051F020，它都外擴了一些功能，如AD、DA、溫度傳感器，但是核心還是沒有改變的。要與FPGA進行通信，我用Quartus II的VHDL語言進行編程。也就是說，單片機與FPGA都要進行相應(yīng)的端口設(shè)置。

先講解一下FPGA方面的編程，如圖5，這是在Quartus II界面里的圖形

其中端口含義如下：in_num[15..0]——代表要從FPGA向單片機傳輸?shù)臄?shù)據(jù)總線

out_num[15..0]——代表要從單片機傳送給FPGA的數(shù)據(jù)總線，它與in_num[15..0]在直
接與其它的端口（軟件界面里面）直接與其它端口連接

Mcu[15..0]——代表硬件上要與單片機連接的端口。

clk---則是時鐘信號，

en--使能信號，當(dāng)它為高的時候，則單片機向FPGA傳輸數(shù)據(jù)，否則傳輸方向相反。

對應(yīng)的VHDL放言如下：

library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;

entity interface2 is
port(Mcu:inout std_logic_vector(15 downto 0);

in_num:in std_logic_vector(15 downto 0);

out_Num:out std_logic_vector(15 downto 0);

clk:in std_logic;
en:in std_logic);
end interface2;

architecture rtl of interface2 is
signal a,b:std_logic_vector(15 downto 0);
begin
common: process(clk)
begin
if(clkevent and clk=1)then
a<=in_num;
out_num<=b;
end if;
end process;

Wri_Read:process(en,Mcu)
begin
if(en=1)then

Mcu<=(others=>Z);--

b<=Mcu;
else
Mcu<=a;--當(dāng)en=0的時候,就作為輸出端口
end if;
end process;
end rtl;

這里有幾個注意點：一、首先最好只用一個雙向口，也就是我這里的Mcu[15..0]，另外一個“雙向口”則等效成一個輸入口與一個輸出口，也就是這里in_num[15..0]與out_num[15..0].否則會有麻煩的。 因為如果不這么做，那么在Quartus里面與這個雙向口相連的端口必須都要設(shè)成雙向口，這樣的話，嘿嘿...

二、與那個Mcu[15..0]相聯(lián)系的端口必須是雙向口的，具體圖解如下。

最后，進行單片機方面的設(shè)置了，其中最重要的就是端口初始化了。如下：

//這個是FPGA要求的,當(dāng)從FPGA里讀取數(shù)據(jù)時所要滿足的條件
//眾所周知,在雙向口的設(shè)置中,對于端口的輸入與輸出的設(shè)置是最重要的
//輸入時一定要記得把雙向口的輸出設(shè)置為高阻狀態(tài),在單片機中要記得設(shè)置為漏極開路
//當(dāng)輸出要記得把單片機設(shè)置為推挽輸出,否則設(shè)置為漏極開路的話是達不到效果 的
voidReadData(void)
{
en=0;//這部分要與fpga聯(lián)合起來設(shè)置P1MDOUT=0x00;//此時單片機設(shè)置為漏極開路,在對端口寫1時才能呈現(xiàn)高阻狀態(tài)
P74OUT=0x00;//這里我用的單片機是用P1口與P4口用來傳輸數(shù)據(jù)的
P1=0xff;//對應(yīng)端口寫1,設(shè)置成高阻狀態(tài)
P4=0xff;//對應(yīng)端口寫1,設(shè)置成高阻狀態(tài)
}

//這個也是FPGA要求的,當(dāng)往FPGA里寫入數(shù)據(jù)時所要滿足的條件
voidWriteData(void)
{
en=1;//當(dāng)en=1時,我要向fpga里面寫數(shù)據(jù)了,
P1MDOUT=0xff;//寫數(shù)據(jù)的時候,別忘記把對應(yīng)的端口改成用推挽方式
P74OUT=0x03;//不用的引腳設(shè)成漏極開路的狀態(tài).當(dāng)輸出的方式時才把它設(shè)為推挽輸出
}

好了，到現(xiàn)在為止，我已經(jīng)把我知道都寫在這里了。如果認(rèn)為我這篇文章對你有幫助的話，還請多多支持。回貼是一種美德。