用verilog语言写一个spi主机模式，包括四种工作模式

以下是一个基本的SPI主机模式的Verilog代码，包括四种工作模式：

module spi_master(
  input clk,
  input reset,
  input start,
  output reg mosi,
  input miso,
  output reg cs
);

// 初始化状态
parameter IDLE = 2'b00;
parameter READ = 2'b01;
parameter WRITE = 2'b10;
parameter END = 2'b11;

// 工作模式
parameter MODE_0 = 2'b00;
parameter MODE_1 = 2'b01;
parameter MODE_2 = 2'b10;
parameter MODE_3 = 2'b11;

reg [1:0] state;
reg [1:0] mode;
reg [7:0] tx_data;
reg [7:0] rx_data;

always @(posedge clk, posedge reset)
begin
  if(reset)
  begin
    state <= IDLE;
    mode <= MODE_0;
    cs <= 1'b1;
    mosi <= 1'b0;
  end
  else
  begin
    case(state)
      IDLE:
        begin
          if(start)
          begin
            state <= WRITE;
            cs <= 1'b0;
          end
        end
      READ:
        begin
          mosi <= 1'b0;
          state <= END;
        end
      WRITE:
        begin
          mosi <= tx_data[7];
          tx_data <= {tx_data[6:0], miso};
          state <= READ;
        end
      END:
        begin
          mosi <= 1'b0;
          rx_data <= {rx_data[6:0], miso};
          cs <= 1'b1;
          state <= IDLE;
        end
    endcase
  end
end

always @(posedge clk)
begin
  case(mode)
    MODE_0: mosi <= 1'b0;
    MODE_1: mosi <= ~rx_data[0];
    MODE_2: mosi <= {rx_data[0], rx_data[0]};
    MODE_3: mosi <= {rx_data[0], ~rx_data[0]};
  endcase
end

endmodule

上述代码实现了一个简单的SPI主机，包括四种工作模式。在模块中，我们定义了四个状态（空闲、读、写、结束）和四种工作模式（模式0、模式1、模式2、模式3）。模块始终处于某个状态，根据状态从输入和输出端口读取和写入数据。

在我们的模块中，有一个时钟输入和一个重置输入。在时钟上升沿时，模块将根据当前状态执行操作。在重置输入为高电平时，模块将返回初始化状态。

我们还定义了一个开始输入，以启动SPI传输。输出端口包括MOSI（主机输出从机输入）和CS（片选）信号。我们还定义了一个MISO（从机输出主机输入）端口，以读取从机发送的数据。

在always块中，我们使用case语句实现了四种工作模式。根据模式，我们可以控制主机发送的数据。在模式0中，主机始终发送低电平信号；在模式1中，主机将发送数据的反转；在模式2中，主机将发送数据的副本；在模式3中，主机将发送数据的副本的反转。