UART串口发送模块设计与实现

“该资源主要介绍了如何在数字电路设计中实现UART（通用异步收发传输器）串口发送模块，特别是在9600波特率下的配置。UART是一种常见的通信协议，用于实现设备间的串行数据传输。” UART串口发送模块是通信协议中的一个重要组成部分，它负责将并行数据转换为串行数据进行发送。在给出的Verilog代码中，我们可以看到模块`uart_tx`的实现，该模块包含了以下关键元素： 1. **参数定义**： - `WIDTH` 定义了数据的宽度，通常是8位（对应一个字节）。 - `CLK_CNT` 计算出的时钟计数值，用于确定波特率。在这个例子中，为了得到9600波特率，计算得出每个数据位需要5208个时钟周期（基于10416650MHz的时钟频率）。 - `NUM_CNT` 定义了数据位的个数，不包括起始位和停止位。 2. **输入和输出信号**： - `clk` 是系统时钟输入。 - `rst_n` 是异步复位信号，低电平有效。 - `data_vld` 表示输入数据有效。 - `data_in` 输入的数据。 - `data_out` 并行转串行后的输出数据。 - `rdy` 模块准备接收数据的信号。 3. **内部寄存器和计数器**： - `data_in_reg` 用来存储输入的数据。 - `start_tx` 控制串行传输的开始。 - `cnt0` 和 `cnt1` 分别用于计算传输不同阶段的时钟周期数。 - `data` 包含了数据位和可能的起始位、停止位。 4. **状态机逻辑**： - 使用两个计数器 `cnt0` 和 `cnt1` 来跟踪传输过程中的时钟周期。`cnt0` 用于传输数据位，而 `cnt1` 可能用于控制起始位和停止位的添加。 - `add_cnt0` 和 `end_cnt0` 以及 `add_cnt1` 和 `end_cnt1` 是计数器操作的控制信号。 - `start_tx` 在数据有效且未开始发送时置1，当所有数据位发送完成后重置为0，形成一个简单的状态机控制逻辑。 5. **计数器更新**： - 当接收到时钟上升沿或复位信号时，计数器会根据条件增加或重置。 6. **边沿检测和条件判断**： - `always @(posedge clk or negedge rst_n)` 语句表示在时钟上升沿或复位信号下降沿触发的敏感列表，用于更新内部状态。 通过以上分析，我们可以看出这个UART串口发送模块是基于FPGA或ASIC设计的，它使用Verilog硬件描述语言来实现串行通信协议。该模块的核心是将并行数据转换为串行流，并根据预设的波特率进行传输。在实际应用中，通常还会包含接收模块、错误校验等其他功能，以完成完整的UART通信链路。