UART接口控制器

主设备与从设备通过总线来进行数据通信，是一个数字系统不可或缺的一部分，本篇讲述一种常见的总线控制器UART串行数据接口，也称为串口。
串口的标准一般有，RS-232、RS-422与RS-485标准，我们讲述的是RS-232接口信号。

1、接口信号定义

RS-232最常见的是9脚接口
表1-1：RS-232接口定义

在实际的应用中，我们只需要关注两个接口，数据接收（RXD）和数据发送（TXD），而其他的接口不需要理会。
串口的时序如图1-1所示：

结合时序图我们说明以下，串口收发数据的过程。在没有需要发送的数据时，接口的电平为高。在需发送的数据到达之前，先会有一个低电平的起始位。而后开始发送数据，而后会发送校验位，最后是停止位。结束后恢复高电平，等待下一个传送周期的起始位出现。
所以我们可以画出一个简单的收发结构图，如图1-2所示：

2、发送模块的设计

当数据准备好时，start信号为高电平，数据并行输入内部寄存器中，等时钟周期来了之后由低位到高位串行发送，代码如下：

module UART (clk,rst,start,data_in,TXD);
	parameter fst_bit=1'b0; //开始位为低电平
	parameter last_bit=1'b0; //传输结束信号
	input clk,rst;
	input start; //数据传输高电平有效
	input [7:0]data_in;
	output TXD;
	reg [9:0]shift;   //内部寄存器
	always@(posedge clk or negedge rst)
	begin
		if (!rst) shift