本文詳細介紹基于Terasic FPGA開發板TSP(又名C5P和OSK)和其板載CP2102N USB-UART橋接芯片的串口通信系統設計與實現。系統采用Verilog HDL編寫UART收發控制器，通過CP2102N實現FPGA與PC間的快速穩定通信。

1CP2102N簡介及其驅動安裝

查閱數據手冊TSP_v.x.x.x_SystemCDDatasheetUart_to_USBcp2102n-datasheet.pdf可知CP2102N關鍵特性：

支持300bps至3Mbps波特率

內置USB 2.0全速控制器

自動波特率檢測和信號極性控制

3.3V UART接口電平，與FPGA直接兼容

在之前文章1-串行通信基礎知識提到在使用UART轉USB口之前，主機需要安裝串口驅動程序，在操作系統中創建一個虛擬串口（如 COM3）。這樣，上位機軟件就可以像操作傳統串口一樣，通過這個虛擬串口與 FPGA 通信了。

當TSP開發板的串口J6口插到PC的USB口以后，電腦設備管理器會出現如下設備：

右擊選中CP2102N USB to UART Bridge Controller設備，選擇更新驅動程序（P）：

然后選擇瀏覽我的電腦以查找驅動程序（R）：

CP2102N的PC端驅動文件在TSP_v.x.x.x_SystemCDToolserial_driver（該壓縮包在友晶官網下載）路徑下， 比如您的電腦當前版本是Win10， 事先解壓win10文件夾下的CP210x_Universal_Windows_Driver.zip壓縮包到當前路徑，然后將驅動路徑指到剛解壓的文件路徑：

在點擊下一步后會彈出驅動安裝成功窗口，最后點擊關閉按鈕即可：

安裝以后PC設備管理器如下：

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TSP的串口硬件電路

TSP的串口硬件電路圖如下：

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串口代碼設計與功能仿真

代碼設計思想參考2-基于FPGA開發板DE23-Lite的串口通信設計 （FT2232H），Quartus工程下載：參見本文末，本工程使用Quartus 17.1 Lite版本，仿真（仿真設置步驟請參考06-基于FPGA和LTC2308的數字電壓表設計-ModelSim仿真與Matlab模擬信號產生）結果如下：

引腳分配如下：

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串口設計下板驗證

測試之前硬件連接如下：

連接串口J6 到PC；

用USB Blaster線纜連接開發板和PC；

連接12V電源到開發板；

將sof配置文件下載到開發板：

先從設備管理器里面找到當前串口的名稱：

然后雙擊putty.exe打開串口調試工具:

點擊Serial設置串口為COM10，波特率設置為115200，停止位設置為1，然后點擊Session:

點擊 Session以后出現如下界面，點擊Open打開串口：

發送任意字符：

然后查看串口接收到的字符是否與之一致：

備注：

基于TSP(C5P/OSK)的例程下載地址：

通過網盤分享的文件：TSP_UART.rar

鏈接:https://pan.baidu.com/s/1iY0f5ef2YXWrHaXl_6q_xA提取碼: tera