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一、實驗目的
1、了解串口通信的基本原理；
2、掌握鎖相環的基本原理和使用方法；
3、掌握起始位和停止位的含義及實現方法；
4、掌握VHDL 狀態機的基本使用方法；
5、掌握基本的接口設計和調試技巧；
串口通信是以字節為單位，按位傳輸數據和接收數據的。
先看一下發送數據：串行線纜的兩端事先約定好串行傳輸的參數（傳輸速度、傳輸格式等），之后進行傳輸，①當沒有數據傳輸的時候，發送端向數據線上發送“ 1” ；②當要傳輸數據時，發送端先發送一個“ 0”來表示要傳輸數據了，這樣當接收端檢測到“ 0”便可以知道有數據到來了；③開始傳輸后，數據以約定的速度和格式傳輸；④ 每次傳輸完成一個字節之后，都在其后發送一個停止位“ 1”。這樣，發送數據就結束了。
再來看接收數據，初始狀態是等待狀態，接收的一直是“ 1”，當檢測到0 時進入檢驗狀態，在檢驗狀態下如果再檢測到0（一般采用過采樣）則進入接收數據狀態， 當接收完8 位比特數后判斷是否有停止位， 如果有則此字節接收結束，重新進入等待狀態準備接受下一字節。
鎖相環是以鎖定輸入載波信號的相位為目標的一種載波環實現形式。它由三部分組成：鑒相器（ PD）、環路濾波器（ LPF）和壓控振蕩器（ VCO）。如上圖。鎖相環的工作原理： 壓控振蕩器的輸出經過采集并分頻， 后與基準信號同時輸入鑒相器。鑒相器通過比較上述兩個信號的相位差， 輸出結果通過環路濾波器，濾除噪聲和高頻分量， 然后輸出一個直流脈沖電壓， 用它來控制VCO，使它的頻率改變，使 lim p c t 0。經過較短時間后， VCO 的輸出穩定于某一值。環路一旦進入鎖定狀態后， 壓控振蕩器的輸出信號與環路的輸入信號（參考信號） 相位時刻保持一致。
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