设计基于verilog的收发器模块（UART）

设计一个基于Verilog的 UART (通用异步接收发送) 模块通常用于串行通信系统中，它允许设备之间通过一根线进行双向数据传输。UART 由发送器（TX）、接收器（RX）、定时器、移位寄存器和状态机等部分组成。以下是创建基本 UART 模块的基本步骤：

1. **端口声明**：
- `input clk`：时钟输入。
- `input reset`：复位信号。
- `output reg [7:0] tx_data`：发送的数据输出。
- `input rx_data`：并行接收的数据输入。
- `input tx_en`：发送使能信号。
- `input rx_en`：接收使能信号。

2. **内部结构**：
- **移位寄存器**：保存正在发送或等待接收的数据。
- **波特率发生器**：根据给定的baud rate计算时钟分频系数。
- **状态机**：管理发送和接收过程，如空闲、起始位、数据位、校验位、停止位等状态。

3. **发送过程**：
- 当`tx_en`为高且有数据准备发送时，将数据从移位寄存器移到发送线上，并更新状态机。

4. **接收过程**：
- 当`rx_en`为高且接收到新数据时，读取RX数据到移位寄存器，并更新状态机。

5. **错误检测和处理**：
- 可能包括奇偶校验位检查或其他形式的错误检测机制。

6. **状态转换函数**：根据当前状态和接收到的事件更新状态机。

module uart (
    input wire clk,
    input wire reset,
    output reg [7:0] tx_data,
    input wire rx_data,
    input wire tx_en,
    input wire rx_en
);
...
endmodule