这次设计一个多字节(8-256位)且波特率可更改(通过修改例化模块的参数)的串口发送模块。

1、状态机的设定

• 状态机的设定有空闲、发送、和数据移位三个状态，其中空闲状态为等待多字节发送的信号；
• 发送状态为给8位串口发送模块传输待发送的8位数据，同时判断是否发送完数据回到空闲状态；
• 数据移位状态为等到前面8位字节数据发送完后，将接下来待发送的8位数据移动到数据寄存器的低8位中。若数据在发送中则会进行等待；

2、需要的模块

(1)8位串口发送模块

`timescale 1ns / 1ps
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// Engineer: Lclone
// 
// Create Date: 2022/12/10 00:21:40
// Design Name: uart_byte_tx
// Module Name: uart_byte_tx
// Project Name: uart_byte_tx
// Description: 8位串口发送模块，波特率可通过参数设置。
// Revision:
// Revision 0.01 - File Created
// Additional Comments:
// 
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module uart_byte_tx
    #(
        parameter   TX_BAUD  = 9600,
        parameter   CLK_FQC  = 50_000_000,
        parameter   BAUD_CNT = CLK_FQC/TX_BAUD)
    (
        input       [7:0]   Data,
        input               Send_en,
        input               Clk,
        input               Rst_n,
        output  reg        Uart_Tx,
        output  reg        Tx_done
    );
    


    
    reg   [15:0]   baud_cnt;            
    reg   [ 3:0]   bit_cnt;
    reg            Send_en_r;
    reg            Send_en_rr;
    reg            Tx_flag;
    
    always @(posedge Clk) begin   
        Send_en_r <= Send_en;
        Send_en_rr <= Send_en_r;
    end
       
    always @(posedge Clk or negedge Rst_n) begin
        if(Rst_n == 0)
            Tx_flag <= 0;
        else if(~Send_en_rr & Send_en_r)
            Tx_flag <= 1'b1;
        else if(bit_cnt == 10 - 1 & baud_cnt == BAUD_CNT - 1)
            Tx_flag <= 1'b0;            
    end   
        
    always @(posedge Clk or negedge Rst_n) begin
        if(Rst_n == 0)
            baud_cnt <= 0;
        else if(baud_cnt == BAUD_CNT - 1)
            baud_cnt <= 0;
        else if(Tx_flag)
            baud_cnt <= baud_cnt + 1'b1;
    end
    
    always @(posedge Clk or negedge Rst_n) begin
        if(Rst_n == 0)    
            bit_cnt <= 0;
        else if(bit_cnt == 10 - 1 & baud_cnt == BAUD_CNT - 1)
            bit_cnt <= 0;
        else if(baud_cnt == BAUD_CNT - 1)
            bit_cnt <= bit_cnt + 1'b1;
    end   
    
    always @(posedge Clk or negedge Rst_n) begin
        if(Rst_n == 0)
            Uart_Tx <= 1'b1;
        else if(Tx_flag == 0)
            Uart_Tx <= 1'b1;
        else case(bit_cnt)
            0: Uart_Tx <= 1'b0;
            1: Uart_Tx <= Data[0];
            2: Uart_Tx <= Data[1];
            3: Uart_Tx <= Data[2];
            4: Uart_Tx <= Data[3];
            5: Uart_Tx <= Data[4];
            6: Uart_Tx <= Data[5];
            7: Uart_Tx <= Data[6];
            8: Uart_Tx <= Data[7];
            9: Uart_Tx <= 1'b1;
            default: Uart_Tx <= 1'b1;
         endcase
     end
    
     always @(posedge Clk or negedge Rst_n) begin
        if(Rst_n == 0)
            Tx_done <= 1'b0;
        else if(bit_cnt == 9 & baud_cnt == BAUD_CNT - 1)
            Tx_done <= 1'b1;
        else
            Tx_done <= 1'b0;            
     end
endmodule

3、设计的模块代码

`timescale 1ns / 1ps
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Company: 
// Engineer: 
// 
// Create Date: 2022/12/12 19:14:03
// Design Name: uart_bytes_tx
// Module Name: uart_bytes_tx_3
// Project Name: uart_bytes_tx
// Target Devices: xc7z020clg400-1
// Tool Versions: 2018.3
// Description: 多字节(8-256位)且波特率可更改(通过修改例化模块的参数)的串口发送模块。
// 
// Revision:
// Revision 0.01 - File Created
// Additional Comments:
// 
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////


module uart_bytes_tx_3
    #(   parameter              DATA_WIDTH = 40,               //待发送的数据位宽
         parameter              ROUNDS = DATA_WIDTH/8)         //数据发送的次数（例化时不需要设置）
    (
         input                   Clk,                          //时钟信号
         input                   Rst_n,                        //复位信号
         input [DATA_WIDTH-1:0]  Bytes_data,                   //多字节数据端口
         input                   Send_bytes_en,                //多字节发送使能
         output  reg            Tx_bytes_done,                 //多字节发送结束
         output  wire           Uart_Tx                        //串口发送端口
    );
    

    
    reg             [ 2:0]  state;                             //状态寄存器
    reg   [DATA_WIDTH-1:0]  bytes_data_reg;                    //多字节数据寄存器
    reg             [ 7:0]  data_reg;                          //待发送的8位数据寄存器
    reg                     se