写一个uart串口通信的程序

以下是一个简单的Verilog模块，实现了基本的UART串口通信功能。在这个模块中，我们使用了一个时钟信号clk和一个复位信号reset，以及一个输入信号rx和一个输出信号tx，分别表示接收和发送的数据线。

module uart (
    input clk,          // 时钟信号
    input reset,        // 复位信号
    input rx,           // 接收数据线
    output reg tx       // 发送数据线
);

// 定义常量
localparam BAUD_RATE = 9600;     // 波特率
localparam BIT_TIME = 1'd1_000_000/BAUD_RATE; // 每个数据位的时间

// 定义状态机的状态
localparam IDLE = 2'd0;          // 空闲状态
localparam START = 2'd1;         // 接收起始位状态
localparam DATA = 2'd2;          // 接收数据状态
localparam PARITY = 2'd3;        // 接收校验位状态
localparam STOP = 2'd4;          // 接收停止位状态

// 定义状态机的变量
reg [1:0] state = IDLE;          // 当前状态
reg [7:0] data;                  // 接收到的数据
reg [2:0] bit_cnt;               // 当前数据位的计数器
reg parity;                      // 接收到的校验位
reg start;                       // 是否接收到起始位
reg stop;                        // 是否接收到停止位
reg [23:0] timeout_cnt;          // 超时计数器

// 接收状态机
always @ (posedge clk or posedge reset) begin
    if (reset) begin
        state <= IDLE;
        bit_cnt <= 0;
        data <= 0;
        parity <= 0;
        start <= 0;
        stop <= 0;
        timeout_cnt <= 0;
    end
    else begin
        case (state)
            IDLE: begin
                if (!rx) begin
                    state <= START;
                    bit_cnt <= 0;
                    data <= 0;
                    parity <= 0;
                    start <= 1;
                    stop <= 0;
                    timeout_cnt <= BIT_TIME/2;
                end
            end
            START: begin
                if (rx) begin
                    state <= IDLE;
                end
                else if (bit_cnt < 8) begin
                    bit_cnt <= bit_cnt + 1;
                    data[bit_cnt] <= rx;
                    parity <= parity ^ rx;
                    timeout_cnt <= BIT_TIME;
                end
                else begin
                    state <= PARITY;
                    timeout_cnt <= BIT_TIME;
                end
            end
            DATA: begin
                if (rx) begin
                    state <= IDLE;
                end
                else if (bit_cnt < 8) begin
                    bit_cnt <= bit_cnt + 1;
                    data[bit_cnt] <= rx;
                    parity <= parity ^ rx;
                    timeout_cnt <= BIT_TIME;
                end
                else begin
                    state <= PARITY;
                    timeout_cnt <= BIT_TIME;
                end
            end
            PARITY: begin
                if (rx) begin
                    state <= IDLE;
                end
                else if (bit_cnt < 8) begin
                    bit_cnt <= bit_cnt + 1;
                    parity <= parity ^ rx;
                    timeout_cnt <= BIT_TIME;
                end
                else if (parity == rx) begin
                    state <= STOP;
                    timeout_cnt <= BIT_TIME;
                end
                else begin
                    state <= IDLE;
                end
            end
            STOP: begin
                if (rx) begin
                    state <= IDLE;
                    stop <= 1;
                end
                else begin
                    state <= IDLE;
                end
            end
        endcase
    end
end

// 发送状态机
always @ (posedge clk or posedge reset) begin
    if (reset) begin
        tx <= 1;
    end
    else begin
        case (state)
            IDLE: begin
                tx <= 1;
            end
            START: begin
                tx <= 0;
            end
            DATA: begin
                tx <= data[bit_cnt];
            end
            PARITY: begin
                tx <= parity;
            end
            STOP: begin
                tx <= 1;
            end
        endcase
    end
end

endmodule

在这个模块中，我们使用了一个有限状态机来实现UART串口的接收和发送。接收状态机根据接收到的数据位逐步转移状态，并在接收到停止位时将接收到的数据存储到data中。发送状态机根据当前状态来控制tx输出。