Verilog实现的Uart串口通信模块设计

资源摘要信息:"本资源主要讲述了使用Verilog语言编写的串口通信中的串口字节发送模块的设计与实现。串口通信是一种常见的计算机与计算机外设间进行异步串行通信的协议标准，广泛应用于各种嵌入式系统、微控制器及其他数字系统中。 串口通信使用两线制（发送线和接收线），通常有多个信号线，包括发送（TX）、接收（RX）、请求发送（RTS）、清除发送（CTS）、数据准备好（DTR）和数据终端准备好（DSR）等。在此资源中，重点介绍了两个主要模块：串口字节发送模块和串口字节接收模块。这两个模块是串口通信中的核心部分，负责数据的串行发送和接收。 串口字节发送模块的设计涉及到以下几个关键技术点： 1. 波特率生成：在串口通信中，波特率是指每秒钟传输的符号数。为了实现数据的准确发送，需要有一个精确的时钟信号来控制数据的发送速率，确保与接收方的同步。波特率的生成通常依赖于系统时钟和预设的波特率值。 2. 字符帧格式：一个完整的串口通信数据帧包括起始位、数据位、可选的奇偶校验位和停止位。不同的通信设备可能会有不同的帧格式，设计时需要按照标准或设备要求来配置。 3. 数据发送机制：涉及数据如何被打包成帧，包括头尾的起始位和停止位的添加，以及数据位的顺序排列。 4. 触发信号：触发信号用于启动数据的发送过程，可能是由内部逻辑或外部输入触发。 5. 状态指示信号：这些信号用于指示发送模块当前的工作状态，比如数据是否正在发送中，发送是否完成等。 串口字节接收模块的设计同样重要，它负责接收外部设备发来的串行数据，并将其转换为并行数据。接收模块通常包括以下几个关键技术点： 1. 同步机制：接收模块需要能够准确地检测到起始位，并同步于接收数据的每一位。 2. 数据采样和校验：为了确保数据的准确性，接收模块会在每个数据位的中间时刻进行采样，并可能进行奇偶校验或其他错误检测。 3. 超时检测：若在预期的停止位时间之后仍有信号变化，接收模块应能识别到帧格式错误或信号干扰。 4. 接收缓冲：为了提高效率和处理突发数据，接收模块可能需要有一个接收缓冲区。 以上两个模块在实际应用中，通常会封装在同一个模块内，或者通过接口信号相互配合工作。在Verilog中，这些模块通常以时序逻辑的方式实现，因为数据的发送和接收都涉及到时间序列的控制。在设计时，需要考虑到时钟域交叉、信号同步等问题，以避免在数据传输过程中出现数据丢失或错误。 本资源虽然只提供了模块的标题和描述，并没有提供具体的代码实现，但是已经涵盖了设计串口通信模块时需要考虑的核心问题。了解这些关键点对于理解整个串口通信机制以及进行实际的模块设计至关重要。"