写一段4字节发送的Verilog收发程序

module tx_rx (
input clk,
input reset,
input [3:0] tx_data,
output reg [3:0] rx_data
);

reg [3:0] temp_data;

always @(posedge clk) begin
if(reset) begin
temp_data <= 4'b0;
rx_data <= 4'b0;
end else begin
temp_data <= tx_data;
rx_data <= temp_data;
end
end

endmodule

相关问题

串口收发 verilog

### Verilog 实现串口 UART 收发

#### 3.1 UART 发送器 TX 设计

发送器的主要职责是将并行数据转换成串行数据并通过传输线发送出去。为了完成这一任务，发送器需要遵循特定的协议来确保数据能够被正确接收。

module uart_tx #(
    parameter CLK_FREQ = 50_000_000, // 主时钟频率
    parameter BAUD_RATE = 9600       // 波特率
)(
    input wire clk,
    input wire rst_n,
    input wire tx_start,
    input wire [7:0] data_in,
    output reg tx_done,
    output reg txd
);

// 计算波特率除数
localparam integer DIVIDER = (CLK_FREQ / BAUD_RATE) / 16;

reg [3:0] bit_cnt;
reg [3:0] baud_cnt;
reg [9:0] shift_reg;
wire tick;

assign tick = (baud_cnt == (DIVIDER - 1));

always @(posedge clk or negedge rst_n) begin
    if (!rst_n) begin
        baud_cnt <= 4'd0;
        bit_cnt <= 4'd0;
        shift_reg <= 10'b1;
        tx_done <= 1'b0;
        txd <= 1'b1;
    end else if (tx_start && !tx_done) begin
        baud_cnt <= 4'd0;
        bit_cnt <= 4'd0;
        shift_reg <= {1'b1, data_in, 1'b0};
        tx_done <= 1'b0;
        txd <= 1'b0;
    end else if (tick) begin
        baud_cnt <= 4'd0;
        
        if (bit_cnt < 10) begin
            shift_reg <= {shift_reg[8:0], 1'b1};
            txd <= shift_reg[9];
            bit_cnt <= bit_cnt + 1;
        end else begin
            tx_done <= 1'b1;
        end
    end else begin
        baud_cnt <= baud_cnt + 1;
    end
end

endmodule

此代码展示了如何创建一个简单的UART发送器模块[^1]。该模块接受来自外部源的一组并行输入位，并将其逐位移出到`txd`线上直到整个字节都被传送完毕为止。

#### 3.2 UART 接收器 RX 设计

接收器负责监听传入的数据流并将它们重新组合回原始的并行形式。这通常涉及到检测起始位、采样每一位以及识别停止位的过程。

module uart_rx #(
    parameter CLK_FREQ = 50_000_000, // 主时钟频率
    parameter BAUD_RATE = 9600       // 波特率
)(
    input wire clk,
    input wire rst_n,
    input wire rxd,
    output reg rx_done,
    output reg [7:0] data_out
);

// 计算波特率除数
localparam integer DIVIDER = (CLK_FREQ / BAUD_RATE) / 16;

reg [3:0] bit_cnt;
reg [3:0] baud_cnt;
reg [9:0] sample_shift_reg;
wire start_detected;
wire mid_bit_tick;
wire stop_bit_tick;

assign start_detected = ~rxd & ((sample_shift_reg >> 9) | (sample_shift_reg << 1));
assign mid_bit_tick = (baud_cnt == (DIVIDER/2 - 1));
assign stop_bit_tick = (baud_cnt == (DIVIDER - 1));

always @(posedge clk or negedge rst_n) begin
    if (!rst_n) begin
        baud_cnt <= 4'd0;
        bit_cnt <= 4'd0;
        sample_shift_reg <= 10'b0;
        rx_done <= 1'b0;
        data_out <= 8'b0;
    end else if (start_detected) begin
        baud_cnt <= 4'd0;
        bit_cnt <= 4'd0;
        sample_shift_reg <= 10'b0;
        rx_done <= 1'b0;
    end else if (mid_bit_tick || stop_bit_tick) begin
        baud_cnt <= 4'd0;
        
        if (stop_bit_tick && bit_cnt >= 8) begin
            data_out <= sample_shift_reg[8:1];
            rx_done <= 1'b1;
        end
        
        if (mid_bit_tick && bit_cnt < 9) begin
            sample_shift_reg <= {sample_shift_reg[8:0], rxd};
            bit_cnt <= bit_cnt + 1;
        end
    end else begin
        baud_cnt <= baud_cnt + 1;
    end
end

endmodule

这段代码实现了基本的UART接收逻辑，它等待起始条件的发生，然后按照设定的时间间隔读取每位数据直至遇到停止位[^2]。