Verilog 实现 uart

下面是一个简单的Verilog代码，用于实现UART的发送功能：

module uart_tx(
  input clk,
  input reset,
  input [7:0] data_in,
  input start,
  output reg busy,
  output reg done,
  output reg tx
);

reg [7:0] data;
reg [3:0] bit_count;
reg [7:0] shift_reg;
reg [1:0] state;

parameter IDLE = 2'b00;
parameter START_BIT = 2'b01;
parameter DATA_BITS = 2'b10;
parameter STOP_BIT = 2'b11;

assign tx = busy ? shift_reg[0] : 1'b1;

always @(posedge clk) begin
  if (reset) begin
    data <= 0;
    bit_count <= 0;
    shift_reg <= 0;
    state <= IDLE;
    busy <= 0;
    done <= 0;
  end
  else begin
    case (state)
      IDLE: begin
        if (start) begin
          data <= data_in;
          bit_count <= 0;
          shift_reg <= {1'b0, data};
          state <= START_BIT;
          busy <= 1;
        end
      end

      START_BIT: begin
        shift_reg <= {shift_reg[6:0], 1'b1};
        state <= DATA_BITS;
      end

      DATA_BITS: begin
        shift_reg <= {shift_reg[6:0], data[bit_count]};
        if (bit_count == 7)
          state <= STOP_BIT;
        else
          bit_count <= bit_count + 1;
      end

      STOP_BIT: begin
        shift_reg <= {shift_reg[6:0], 1'b0};
        state <= IDLE;
        busy <= 0;
        done <= 1;
      end
    endcase
  end
end

endmodule

这个模块包含了一个状态机，用于控制UART的发送过程。在模块的输入端口中，clk是时钟信号，reset是复位信号，data_in是要发送的数据，start表示是否开始发送。busy表示UART是否正在发送数据，done表示发送是否完成。tx是输出的数据线。

这个代码实现了一个8位数据位，1位停止位的UART发送功能。当输入start信号为1时，数据会被写入到shift_reg中，并且状态机会开始工作。状态机的第一个状态是IDLE，表示UART处于空闲状态。当start为1时，状态机会转移到START_BIT状态，发送起始位。然后，状态机会在DATA_BITS状态中发送数据位。当8位数据位都发送完后，状态机会转移到STOP_BIT状态，发送停止位。最后，状态机会转移到IDLE状态，UART进入空闲状态。在整个发送过程中，busy会被设置为1，表示UART正在发送数据，done会在发送完成时被设置为1。