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
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
