library IEEE;
use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
use IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;
use IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;

entity LArs232 is
	Port ( 	CLK : in std_logic;
				sio_RxD : in std_logic;		 -- serieller Eingang
				sio_TxD : out std_logic:='1'; -- serieller Ausgang
				sw: in std_logic_vector(8 downto 1);
				led : out std_logic_vector(15 downto 0);
				Tout: out std_logic);
end LArs232;

architecture Behavioral of LArs232 is
	signal Baude_CLK: std_logic;		  -- 16-facher Baudetakt
	signal RxD_del: std_logic_vector(1 downto 0); -- verzögertes empf. Sig.
	signal State: integer range 0 to 9:=0;  -- Zustand Empfangsautomat
	signal Q: std_logic_vector(7 downto 0); -- Empfangsschieberegister
	signal busy: std_logic; -- Signal zum Anschalten des 1:16 Teilers und des Empfängers
	signal realbaud: std_logic_vector(3 downto 0);
begin
--==========================================================
-- Baude_CLK mit der 16fachen Frequenz der Bauderate und
-- Tastverhältnis 1:1 erzeugen
-- Bauderate: 9,6 kBaude; fCLK=50MHz
-- Teilerfaktor: 50M/(9,6k * 16) = 2 * 162
-- (Baude_CLK wird jeweils nach 162 Takten invertiert)
-------------------------------------------------------------
process(CLK)
	variable ClkVT: integer range 0 to 161:=0;
	variable ClkShifted: integer range 0 to 193:=0;
	begin
		if CLK'event and CLK='1' then
			ClkShifted := CONV_INTEGER(sw(8 downto 4));
			led(12 downto 8) <= sw(8 downto 4);
			if ClkVT=161+ClkShifted then
				ClkVT:=0;
				Baude_CLK<=not Baude_CLK;
			else
				ClkVT:=ClkVT+1;
			end if;
		end if;
end process;

process(Baude_CLK)
	variable ClkDiv: std_logic_vector(3 downto 0);
	begin
		if Baude_CLK'event and Baude_CLK='1' then
			realbaud <= realbaud + '1';
--==========================================================
-- Taktvorteiler, der im Automatenzustand 0 bei einer 
-- fallenden Flanke auf RxD rückgesetzt wird und beim Rücksetzen
-- den Empfangsautomaten startet
-------------------------------------------------------------
			RxD_del<=RxD_del(0) & sio_RxD;
			if RxD_del="10" and busy='0' then
				ClkDiv:=x"0";
				busy<='1';
			elsif busy='1' then
				ClkDiv:=ClkDiv+'1';
			end if;
--==========================================================
-- Der Empfangsautomat schaltet nach der fallenden Flanke auf RxD
-- beim 1. mal nach 8 und danach 10 mal nach 16 Takten einen
-- Zustand weiter. In jedem Zustand wird ein Bit von der Datenleitung
-- übernommen/getestet
-------------------------------------------------------------
			if ClkDiv=x"8" and busy='1' then
				State<=State+1;
				case State is
					when 0=>        -- Startbit in led(13) testen
						led(13)<=sio_RxD; 
					when 1 to 8 =>  -- Datenbit übernehmen
						Q<= sio_RxD & Q(7 downto 1);
					when 9 =>       -- Paritätsbit in led(14) übernehmen
						led(14)<='0'; 
					when others =>  -- Zustand 100: Stopbit in led(15) übernehmen 
		  			   -- und Übergang in den Anfangszustand
						led(15) <= sio_RxD;
						State<=0;
						busy<='0';
					end case;
			end if;
		end if;
end process;
--==========================================================
--	 kombinatorische Ausgabe
-------------------------------------------------------------
-- Ausgabe des Schieberegisterzustandes
led(7 downto 0)<=Q;
Tout <= realbaud(3);

-- Echofunktion: Zurücksenden der empfangenen Daten zum PC
--  Die Echofunktion muss beim Start von Hyperterm eingeschalten
--  sein. Hyperterm führt beim Start irgendwelche Autodetect-
--  aus und kommt nicht damit klar, wenn überhaupt keine Daten
--  zurückkommen.
-- ACHTUNG! die Funktion sendet 1 zu 1 zurück, was empfangen wurde!!
-- Unabhängig vom Emfangsautomaten erkennt HyperTerm seine eigene Sendung
-- natürlich richtig, deswegen kann ein Unterschied zwischen der LED-Anzeige
-- und der Hypertermanzeige bestehen....immer nachprüfen!  
sio_TxD<= sio_RxD when sw(1)='1' else '1';	   -- E

end Behavioral;