在当今电子系统中，经常需要板内、板间或者下位机和上位机之间 进行数据的发送和接收，这就需要双方遵循一定的通信协议来保证数据传输的正确性。 常见的协议有UART（通用异步收发传输器），I2C（双向两线总线）、SPI（串行外围总线）
I2C:
I2C 为半双工，半双工数据传输允许数据在两个方向上传输，但是，在某一时刻，只允许数据在一个方向上传输，它实际上是一种切换方向的单工通信。 虽然数据可以在两个方向上传送，但通信双方不能同时收发数据
半双工， 同步串行 双线
SPI：
全双工，发送数据的同时也能够接收数据，两者同步进行
全双工，同步串行，无应答机制确认数据是否接收。
UART： 是异步通信的总称。
全双工， 异步通信。
同步通信和异步通信：
同步通信：
同步通信以一串字符为传送单位，字符间不加标识符，一串字符的开始用同步字符表示。
通信连线一般为 SDA信号线 和SCL时钟线
异步通信：
以字符为传送单位，用起始位和停止位标识每个字符的开始和结束，只需字符传送同步。
同步是指： 发送方发送数据后，等接收方发回响应后才进行下一个数据包的通讯方式。
异步是指： 发送方发出数据后，不等待接受方发回响应，接着发送下个数据包的通讯方式。
同步通信 通信双方必须建立同步，即双方的时钟调整到一个频率。
UART： 通用异步收发传输器
其在数据发送时候将并行的数据 转换为串行的数据来传输，在数据接收时候，将接收到的串行数据转换成并行数据，可以实现全双工的传输和接收。
RS232 RS449等是对应各种异步通信 的接口标准和总线标准。RS232广泛用于计算机串行接口外设连接。
UART 关键参数 及时序图：
数据位数， 波特率一般通信两端设备都设为相同的波特率。
奇偶校验类型： 用来验证数据的正确性。
停止位
RS232中最常用的是 八个数据为，无奇偶校验，一个停止位。
START bit0 bit1 bit2 bit3 bit4 bit5 bit6 bit7 STOP
bps_clk信号的第一个时钟沿到来时，字节发送模块开始发送起始位，接下来发送8个数据位，一个停止位。
RS232通信协议需要一定的硬件支持，早期都是RS232转TTL。现在系统集成度越来越高，多数系统已经转用USB转串口。
CH340 是一个USB总线的转接芯片，实现USB转串口。
UART串口通信发送模块设计与实现
串口发送模块设计：
输入：
clk： 系统时钟
reset_n : 模块全局复位信号
send_en: 发送使能信号
baud_set: 波特率设置信号
data_byte: 待传输的8bit数据
输出:
uart_tx: 串口发送信号输出
tx_done:发送结束信号， 一个时钟周期高电平
uart_state: 发送状态，处于发送状态时为1
子模块 波特率时钟生成模块设计
波特率： 串口的波特率频率为每秒传输二进制位数
系统的时钟周期为20 ns
baud_set: 波特率分频计数值 50M系统时钟计数值
0 9600 1/9600 / 系统时钟周期20ns 5208-1
1
2
3
4
为提高模块复用性，当使用不同的波特率时，只需设置不同波特率时钟计数器的计数值。 使用查找表实现：
always@(posedge clk or posedge reset)
if(reset)
bps_DR <= 16'd5207;
else begin
case(baud_set)
0: bps_DR <= 16'd5207;
1: bps_DR <= 16'd2603;
2: bps_DR <= 16'd1301;
3: bps_DR <= 16'd867;
4: bps_DR <= 16'd433;
default: bps_DR <= 16'd5207;
endcase
end
利用计数器实现波特率时钟，div_cnt 计数。
子模块 数据输出模块：
通过对波特率时钟计数，来确定数据发送的循环状态，一个数据位传输结束后，tx_done 信号输出一个时钟的高电平。
关于数据传输状态，在正常传输时候，uart_state信号为高电平，其他情况均为低电平。
由于uart串口为异步的收发器，因此为了保证发送数据在时钟到来的时候是稳定的，需要对输入数据进行寄存。
数据发送模块
串口数据发送模块有一个10选一多路器，作用是根据bps_cnt值确定传输状态，
一位一位发送。
bps_cnt 共有11个状态：
0： uart_tx <= 1'b1;
1： uart_tx <= START;
2-9 uart_tx <= 8bit;
10: uart_tx <= STOP_bit;
