基于verilog通过串口向串口屏发送串口帧数据，要求注释清晰易懂

下面是一份基于Verilog的串口发送代码，实现了通过串口向串口屏发送串口帧数据的功能。代码中包含了注释，方便理解。

module uart_tx(
    input clk, // 时钟信号
    input rst, // 复位信号
    input [7:0] data_in, // 输入数据
    input valid_in, // 输入数据有效标志
    output tx // 串口输出信号
);

// 定义常量
parameter BAUD_RATE = 9600; // 波特率
parameter CLK_FREQ = 100000000; // 时钟频率
parameter BIT_CNT = CLK_FREQ / BAUD_RATE; // 每个比特的时钟周期数

// 定义状态机状态
parameter IDLE = 2'b00; // 空闲状态
parameter START = 2'b01; // 起始位状态
parameter DATA = 2'b10; // 数据位状态
parameter STOP = 2'b11; // 停止位状态

reg [1:0] state; // 状态寄存器
reg [15:0] cnt; // 计数器

always@(posedge clk or negedge rst) begin
    if(!rst) begin // 复位状态下，初始化状态和计数器
        state <= IDLE;
        cnt <= 0;
    end
    else begin
        case(state) // 状态机
            IDLE: begin // 空闲状态，等待输入数据有效标志
                if(valid_in) begin
                    state <= START;
                    cnt <= 0;
                end
            end
            START: begin // 起始位状态，输出起始位
                tx <= 0;
                cnt <= cnt + 1;
                if(cnt == BIT_CNT) begin
                    state <= DATA;
                    cnt <= 0;
                end
            end
            DATA: begin // 数据位状态，输出数据位
                tx <= data_in[cnt];
                cnt <= cnt + 1;
                if(cnt == 8) begin
                    state <= STOP;
                    cnt <= 0;
                end
            end
            STOP: begin // 停止位状态，输出停止位
                tx <= 1;
                cnt <= cnt + 1;
                if(cnt == BIT_CNT) begin
                    state <= IDLE;
                    cnt <= 0;
                end
            end
        endcase
    end
end

endmodule

这个模块的工作原理是，将输入的数据转换成串口帧数据，并通过串口输出信号tx输出。串口帧数据包括起始位、数据位和停止位，每个比特的时钟周期数由波特率计算得出。状态机通过状态寄存器和计数器控制输出比特，完成整个数据帧的发送过程。在空闲状态下，等待输入数据有效标志，一旦检测到有效标志，就进入起始位状态，输出起始位。然后进入数据位状态，输出8个数据位。最后进入停止位状态，输出停止位，并返回空闲状态等待下一次输入。