uart verilog

UART（通用异步收发传输器）是一种常用的串行通信协议，它使用了异步传输方式，可以用于电脑与其他设备之间的数据传输。在实现UART硬件时，可以使用Verilog进行设计和描述。下面是一个简单的UART通信模块的Verilog代码示例：

module uart (
  input clk,
  input rst,
  input [7:0] data_in,
  input tx_en,
  output reg [7:0] data_out,
  output reg rx_dv,
  output reg rx_err
);

  // 定义状态机状态
  parameter IDLE = 2'b00;
  parameter START = 2'b01;
  parameter DATA = 2'b10;
  parameter STOP = 2'b11;

  // 定义状态机输入和输出
  reg [1:0] state_reg, state_next;
  reg [7:0] data_in_reg;
  reg tx_en_reg;
  reg [3:0] count_reg;
  reg [7:0] data_out_reg;
  reg rx_dv_reg, rx_err_reg;

  // 定义状态机逻辑
  always @(posedge clk, posedge rst) begin
    if (rst) begin
      state_reg <= IDLE;
      data_in_reg <= 8'd0;
      tx_en_reg <= 1'b0;
      count_reg <= 4'd0;
      data_out_reg <= 8'd0;
      rx_dv_reg <= 1'b0;
      rx_err_reg <= 1'b0;
    end else begin
      state_reg <= state_next;
      data_in_reg <= data_in;
      tx_en_reg <= tx_en;
      count_reg <= (count_reg == 4'd15) ? 4'd0 : count_reg + 1;
      data_out_reg <= data_out;
      rx_dv_reg <= rx_dv;
      rx_err_reg <= rx_err;
    end
  end

  // 定义状态机状态转移
  always @(*) begin
    state_next = state_reg;
    case (state_reg)
      IDLE: begin
        if (!tx_en_reg) begin
          state_next = IDLE;
        end else begin
          state_next = START;
          count_reg <= 4'd0;
        end
      end
      START: begin
        if (count_reg == 4'd8) begin
          state_next = DATA;
          count_reg <= 4'd0;
        end else begin
          state_next = START;
          count_reg <= count_reg + 1;
        end
      end
      DATA: begin
        if (count_reg == 4'd8) begin
          state_next = STOP;
          count_reg <= 4'd0;
        end else begin
          state_next = DATA;
          count_reg <= count_reg + 1;
        end
      end
      STOP: begin
        state_next = IDLE;
      end
    endcase
  end

  // 定义rx_dv输出
  always @(posedge clk) begin
    if (state_reg == STOP) begin
      rx_dv <= 1'b1;
    end else begin
      rx_dv <= 1'b0;
    end
  end

  // 定义rx_err输出
  always @(posedge clk) begin
    if (state_reg == STOP && data_in_reg != data_out_reg) begin
      rx_err <= 1'b1;
    end else begin
      rx_err <= 1'b0;
    end
  end

  // 定义data_out输出
  always @(posedge clk) begin
    if (state_reg == DATA) begin
      data_out <= data_in_reg;
    end else if (state_reg == STOP) begin
      data_out <= 8'd0;
    end else begin
      data_out <= data_out_reg;
    end
  end

endmodule

上述代码示例中定义了一个UART通信模块，其中包括了发送和接收数据的状态机逻辑。使用Verilog可以实现这个通信模块的设计和描述，从而实现UART串行通信协议的硬件实现。