NEXYS 3开发板练手--USB UART(一)

　　接上一篇文章，今天来讲讲这个USB UART串口发送机。

　　我们知道，当我们的微处理器（单片机、FPGA、DSP等）要和电脑进行通信的时候一般会采用串行通信方式，而最常用的串行通信协议的物理层接口是RS232串行口，这时候为满足RS232串行通信协议，常常需要一个电平转换芯片，比如MAX232\233等。但是这些年随着计算机技术的发展，RS232串行接口在好多电脑上已经找不到了，特别是笔记本电脑（我的本本上就已经找不到这种接口了），取代它的往往是更常见的USB口。但是这种异步串行通信协议简单啊，往往只要规定波特率，然后按它的数据格式收发就可以了，不像USB协议，据说需要厚厚的几百页书阐述，这种工作量可不是一般的开发人员能够胜任的。所以人们就开发出一种折中的方式--用USB接口来实现异步串行通信协议，个人认为这个就是所谓的USB UART。好了，闲话不多说，让我们就以NEXYS3这块板子为例来看看是怎么实现这两种协议的转换的。

　　老规矩，先上硬件原理图。这里要说明一下，我们在Digilent官网上能弄到两份pdf，一份叫NEXYS3_sch，这个是详细的硬件原理图，还有一个参考手册，叫Nexys3_rm，这里面的连接图往往是简化了的，但是也很重要，特别是对于一些比较复杂的器件的使用，会有一些文字上的描述。我们今天就用这份pdf做参考。

　　找到标题USB-UART Bridge，pdf上的描述很简单，短短的几行文字，再加上下面的这个图：

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　连接接口跟FPGA的是一块FT232，而文字描述第一句话的意思就是这块FT232允许PC与开发板之间通过标准的Windows COM端口进行通信。原来如此，就是这么一块小小的芯片帮助我们完成了串行通信协议到USB协议之间的转换。这块芯片具体的工作原理我们暂且不去深究，对于我们这个开发来说，我们只需要搞清楚怎么使用它。那到底接下来怎么继续呢？似乎不太有头绪，那就先连接上电脑再说吧！将J13跟电脑的USB口连接上去，会发现这时电脑正在安装一个驱动，就像一般的U盘这些USB设备第一次连接电脑一样。既然如此，那我们不妨打开电脑的设备管理器，看看它到底装了些什么。然后我们会发现，多了的东西并不在USB设备里，反而在端口处多了一个COM3,如下图所示：

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　这一下我们不妨大胆预测了--原来FT232是在我们的计算机上虚拟出了一个COM，然后利用USB端口完成数据的传输！后来经过查找FT232的相关资料验证了我这个想法，真相大白后一切就变的简单多了，原来我们虽然用的是USB口，但我们根本不用去理会USB协议，我们最后操作的还是异步串行传输协议！再看看FT232连接到FPGA上的端口，就两个--TXD\RXD，看来我们只需要在FPGA里实现一般串口的收发机就能完成与PC之间的通信了！

　　没想到光原理就废话了这么多，鉴于篇幅，具体怎么实现这个收发机，我将在下一篇文章中具体叙述。