通用异步接收发送器(UART: Universal asynchronous receiver /transmitter)主要用于控制设备之间的串行通信。广泛应用于调制解调器Modem、手持工业设备、条形码阅读器、测试设备、消费产品与计算机PC、微处理器芯片以及小型通信网络之间的通信。在SOC设计中,异步串行通信接口已成为不可缺少的一部分,它的性能优劣将直接影响相应电子系统的性能和指标。本论文采用自顶向下的正向设计路线,对UART进行具体设计。包括系统划分、编写代码、功能仿真、逻辑综合、综合后仿真、布局布线、时序仿真、下载芯片选择等。在设计的不同阶段使用了不同的EDA工具,包括Modelsim、Synplify、QuartusⅡ等。在具体实现上,本文给出了UART的各个模块的详细设计,包括:发送器、接收器、波特率发生器、同步先进先出缓存(FIFO: First In First Out)、Modem控制模块、接口模块。在UART设计中,考虑到速度、面积和稳定性等因素,对各个模块的具体设计做了优化。文中采用参数化设计方法,增强系统可移植性;考虑到UART对时钟的特殊要求,对系统时钟做了一定的改进。论文最后给出了UART综合优化、仿真测试和分析的结果。结果表明,所设计的UART功能上已达到设计要求。它可支持标准异步串行传输RS-232协议;提供调制解调器Modem的控制信号;可编程串行数据格式;可编程波特率;接收、发送全双工;内部自测试模式;各种出错检验和中断;优先级中断控制系统。