通过FPGA实现基于RS232串口的指令发送并控制显示器中目标位置

1.算法理论概述

通过FPGA实现基于RS232串口的指令发送并控制显示器中目标位置是一种常见的应用场景，用于实现对显示器中目标位置的控制。该系统利用FPGA芯片作为主控制器，通过RS232串口与计算机或其他设备进行通信，接收指令并解析，然后控制显示器中目标位置的移动。该系统的主要原理是利用FPGA芯片作为主控制器，通过RS232串口与计算机或其他设备进行通信。计算机通过串口发送指令到FPGA，FPGA接收并解析指令，然后根据指令控制显示器中目标位置的移动。系统主要包括串口通信模块、指令解析模块、位置控制模块和显示器驱动模块。

串口通信模块

串口通信模块用于与计算机或其他设备进行数据交互。通过RS232串口协议，实现数据的发送和接收。具体实现步骤包括串口初始化、数据发送和数据接收。

指令解析模块

指令解析模块用于解析接收到的指令，提取控制参数。指令可以是设定目标位置的命令，例如“MOVE X=100 Y=200”，其中X和Y为目标位置的横纵坐标。指令解析模块通过解析指令中的参数，提取目标位置的横纵坐标。

2.算法运行软件版本

MATLAB2022a

ISE14.7

芯片型号：

使用的FPGA开发板型号如下：

黑金AX545开发板SPARTANT6 XC6S LX45

3.算法运行效果图预览

4.部分核心程序

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wire RST;
assign RST = ~reset;
  
wire clk50M;
wire clk25M;
CLK_dcm CLK_dcm_u(// Clock in ports
    .CLK_IN1 (clk50),      // IN
    // Clock out ports
    .CLK_OUT1(clk50M),     // OUT
    .CLK_OUT2(clk25M)
     );    // OUT
  
  
//根据输入使能信号产生行列计数器，用来进行定位
//根据输入使能信号产生行列计数器，用来进行定位
//根据输入使能信号产生行列计数器，用来进行定位
wire [4:0] wvga_r;
wire [5:0] wvga_g;
wire [4:0] wvga_b;
wire [10:0]x_cnt;
wire [9:0] y_cnt;   
wire       vga_hsync;
wire       vga_vsync;
//VGA显示控制部分
vga_disp    vga_disp_inst(
    .vga_clk                 (clk25M),
    .vga_rst                 (RST), 
     
    .ddr_data_vga            (64'd0),      //如果使用DDR送入视频，那么从这里输入即可，我这边测试则不考虑，这里空出来
    .vga_r                   (wvga_r),     //DDr转换为R，
    .vga_g                   (wvga_g),     //DDr转换为G， 
    .vga_b                   (wvga_b),     //DDr转换为B，
    .vga_hsync               (vga_hsync),   
    .vga_vsync               (vga_vsync),
    .ddr_addr_rd_set         (),     //ddr_addr_rd_set
    .ddr_rden                (),     //ddr_rden
    .ddr_rd_cmd              (),     //ddr_rd_cmd
    .x_cnt                   (x_cnt),
    .y_cnt                   (y_cnt)
     
);
//串口输入信号
//串口输入信号
//串口输入信号
//串口输入信号
wire[15:0]w_head;
wire[7 :0]w_text_view;
wire[15:0]w_x;
wire[15:0]w_y;
wire[15:0]w_w;
wire[15:0]w_h;
wire clk_data;
wire clk;
UART_signal instance_name (
    .clk50      (clk50M), 
    .rx         (rx), 
    .reset      (RST), 
    .LED_test   (), 
    .o_head     (w_head), 
    .o_text_view(w_text_view), 
    .o_x        (w_x), 
    .o_y        (w_y), 
    .o_w        (w_w), 
    .o_h        (w_h), 
    .clk_data   (clk_data),
     .clk        (clk)
    );
      
reg[15:0]r_head;
reg[7 :0]r_text_view;
reg[15:0]r_x;
reg[15:0]r_y;
reg[15:0]r_w;
reg[15:0]r_h;    
     
always @(posedge clk50M or posedge RST)   
begin
     if(RST)
      begin
     r_head      <= 16'd0;
     r_text_view <= 8'd0;
     r_x         <= 16'd0;
     r_y         <= 16'd0;
     r_w         <= 16'd0;
     r_h         <= 16'd0;     
      end
else begin
     r_head      <= w_head;
     r_text_view <= w_text_view;
     r_x         <= w_x;
     r_y         <= w_y;
     r_w         <= w_w;
     r_h         <= w_h; 
     end
end
//字体显示
/
wire w_FLAG1;
test_load test_load_u(
    .i_clk (clk25M), 
    .i_rst (RST), 
     .i_en  (r_text_view[7]|r_text_view[6]|r_text_view[5]|r_text_view[4]|r_text_view[3]|r_text_view[2]|r_text_view[1]|r_text_view[0]),
    .i_xcnt(x_cnt), //根据H和V的使能，得到视频区域的计数器
    .i_ycnt(y_cnt), //根据H和V的使能，得到视频区域的计数器
    .o_FLAG(w_FLAG1)
    );
      
/
wire w_FLAG2;    
box_load box_load_u(
    .i_clk   (clk25M), 
    .i_rst   (RST), 
    .i_xcnt  (x_cnt), //根据H和V的使能，得到视频区域的计数器
    .i_ycnt  (y_cnt), //根据H和V的使能，得到视频区域的计数器
    .i_width (r_w), //16'd300
    .i_height(r_h), //16'd200
    .i_xc    (r_x), //16'd1000
    .i_yc    (r_y), //16'd300
    .o_flag  (w_FLAG2)
    );       
      
      
      
wire[7:0]CCD_R;
wire[7:0]CCD_G;
wire[7:0]CCD_B;
wire[7:0]CCD_R1;
wire[7:0]CCD_G1;
wire[7:0]CCD_B1;
assign CCD_R1=(w_FLAG1==1'b1)?8'd255:{wvga_r,3'd0};
assign CCD_G1=(w_FLAG1==1'b1)?8'd255:{wvga_g,2'd0};
assign CCD_B1=(w_FLAG1==1'b1)?8'd255:{wvga_b,3'd0};
  
  
assign CCD_R=(w_FLAG2==1'b1)?8'd255:{CCD_R1};
assign CCD_G=(w_FLAG2==1'b1)?8'd255:{CCD_G1};
assign CCD_B=(w_FLAG2==1'b1)?8'd255:{CCD_B1};
  
  
assign vga_r=CCD_R[7:3];
assign vga_g=CCD_G[7:2];
assign vga_b=CCD_B[7:3];
  
  
  
  
  
  
  
  
  
//在线信号检测，实际最后可以删除
//在线信号检测，实际最后可以删除
//在线信号检测，实际最后可以删除   
//在线信号检测，实际最后可以删除
wire[99:0]testdata;
  
assign testdata[15:0]  = r_head;
assign testdata[23:16] = r_text_view; 
assign testdata[39:24] = r_x; 
assign testdata[55:40] = r_y; 
assign testdata[71:56] = r_w; 
assign testdata[87:72] = r_h; 
assign testdata[88]    = clk_data; 
assign testdata[89]    = clk; 
  
Chipscop Chipscop_u(
    .i_clk(clk), 
    .trig(8'b0000_0000), 
    .testdata(testdata)
    );
endmodule