【FPGA】 I²C 协议的程序主体的实现

2018-10-10 11:26:10 1887 FPGA I²C总线

0 程序主体部分完成与外部程序的接口、与总线上外部节点的连线、完成程序内部各个寄存器的构建、控制字节传输控制模块等功能。代码如下： `include "timescale.v" `include "i2c_master_defines.v" //模块定义 module i2c_master_top( wb_clk_i, wb_rst_i, arst_i, wb_adr_i, wb_dat_i, wb_dat_o, wb_we_i, wb_stb_i, wb_cyc_i, wb_ack_o, wb_inta_o, scl_pad_i, scl_pad_o, scl_padoen_o, sda_pad_i, sda_pad_o, sda_padoen_o ); // 参数 parameter ARST_LVL = 1'b0; // 异步 reset 信号 // 输入、输出信号 // 连接到外部接口的信号 input clk_i; // 主节点时钟信号 input rst_i; // 同步 reset 信号，高有效 input arst_i; // 异步 reset 信号 input [2:0] adr_i; // 低位地址信号 input [7:0] dat_i; // 数据总线输入 output [7:0] dat_o; // 数据总线输出 input we_i; // 输入使能信号 input stb_i; // 触发信号 input cyc_i; // 总线周期输入 output ack_o; // 应答信号输出 output inta_o; // 中断请求信号输出 reg [7:0] wb_dat_o; reg wb_ack_o; reg wb_inta_o; // I²C 信号 // I²C 时钟信号线 input scl_pad_i; // SCL 输入 output scl_pad_o; // SCL 输出 output scl_padoen_o; // SCL 输出使能 // I²C 数据线 input sda_pad_i; // SDA 输入 output sda_pad_o; // SDA 输出 output sda_padoen_o; // SDA 输出使能 // 变量申明 // 寄存器 reg [15:0] prer; // 时钟分频寄存器 reg [ 7:0] ctr; // 控制寄存器 reg [ 7:0] txr; // 数据传输寄存器 wire [ 7:0] rxr; // 数据接收寄存器 reg [ 7:0] cr; // 命令寄存器 wire [ 7:0] sr; // 状态寄存器 // 完成信号，命令完成后清除命令寄存器 wire done; // 模块使能信号 wire core_en; wire ien; // 状态寄存器信号 wire irxack; reg rxack; // 从从节点接收应答信号 reg tip; // 传输进行标志 reg irq_flag; // 中断挂起标志 wire i2c_busy; // 总线忙标志 wire i2c_al; // 总线仲裁丢失 reg al; // 状态寄存器仲裁丢失位 // 模块主体 // 产生内部 reset wire rst_i = arst_i ^ ARST_LVL; wire wacc = cyc_i & stb_i & we_i; // 产生应答输出信号 always @(posedge clk_i) wb_ack_o <= #1 cyc_i & stb_i & ~ack_o; // 数据输出 always @(posedge clk_i) begin case (adr_i) 3'b000: wb_dat_o = prer[ 7:0]; 3'b001: wb_dat_o = prer[15:8]; 3'b010: wb_dat_o = ctr; 3'b011: wb_dat_o = rxr; // 写数据传输寄存器 3'b100: wb_dat_o = sr; // 写命令寄存器 3'b101: wb_dat_o = txr; 3'b110: wb_dat_o = cr; 3'b111: wb_dat_o = 0; // 保留位 endcase end // 产生寄存器 always @(posedge wb_clk_i or negedge rst_i) if (!rst_i) begin prer <= #1 16'hffff; ctr <= #1 8'h0; txr <= #1 8'h0; end else if (wb_rst_i) begin prer <= #1 16'hffff; ctr <= #1 8'h0; txr <= #1 8'h0; end else if (wb_wacc) case (wb_adr_i) // synopsis full_case parallel_case 3'b000 : prer [ 7:0] <= #1 wb_dat_i; 3'b001 : prer [15:8] <= #1 wb_dat_i; 3'b010 : ctr <= #1 wb_dat_i; 3'b011 : txr <= #1 wb_dat_i; endcase // 产生命令寄存器 always @(posedge wb_clk_i or negedge rst_i) if (~rst_i) cr <= #1 8'h0; else if (wb_rst_i) cr <= #1 8'h0; else if (wb_wacc) begin if (core_en & (wb_adr_i == 3'b100) ) cr <= #1 wb_dat_i; end else begin if (done \| i2c_al) cr[7:4] <= #1 4'h0; // 命令完成或者仲裁丢失时清除命令寄存器内容 cr[2:1] <= #1 2'b0; // 保留位 cr[0] <= #1 2'b0; // 清除 IRQ_ACK 位 end // 译码命令寄存器 wire sta = cr[7]; wire sto = cr[6]; wire rd = cr[5]; wire wr = cr[4]; wire ack = cr[3]; wire iack = cr[0]; // 译码控制寄存器 assign core_en = ctr[7]; assign ien = ctr[6]; // 连接字节控制模块 i2c_master_byte_ctrl byte_controller ( .clk ( wb_clk_i ), .rst ( wb_rst_i ), .nReset ( rst_i ), .ena ( core_en ), .clk_cnt ( prer ), .start ( sta ), .stop ( sto ), .read ( rd ), .write ( wr ), .ack_in ( ack ), .din ( txr ), .cmd_ack ( done ), .ack_out ( irxack ), .dout ( rxr ), .i2c_busy ( i2c_busy ), .i2c_al ( i2c_al ), .scl_i ( scl_pad_i ), .scl_o ( scl_pad_o ), .scl_oen ( scl_padoen_o ), .sda_i ( sda_pad_i ), .sda_o ( sda_pad_o ), .sda_oen ( sda_padoen_o ) ); // 状态寄存器部分和中断请求信号 always @(posedge wb_clk_i or negedge rst_i) if (!rst_i) begin al <= #1 1'b0; rxack <= #1 1'b0; tip <= #1 1'b0; irq_flag <= #1 1'b0; end else if (wb_rst_i) begin al <= #1 1'b0; rxack <= #1 1'b0; tip <= #1 1'b0; irq_flag <= #1 1'b0; end else begin al <= #1 i2c_al \| (al & ~sta); rxack <= #1 irxack; tip <= #1 (rd \| wr); irq_flag <= #1 (done \| i2c_al \| irq_flag) & ~iack; // 中断请求标志 end // 产生中断请求信号 always @(posedge wb_clk_i or negedge rst_i) if (!rst_i) wb_inta_o <= #1 1'b0; else if (wb_rst_i) wb_inta_o <= #1 1'b0; else wb_inta_o <= #1 irq_flag && ien; //中断使能位 IEN 设置后产生中断信号 assign sr[7] = rxack; assign sr[6] = i2c_busy; assign sr[5] = al; assign sr[4:2] = 3'h0; // reserved assign sr[1] = tip; assign sr[0] = irq_flag; endmodule 复制代码 0
2018-10-10 11:26:10　　评论淘帖0 举报相关推荐 • FPGA的视频处理主体程序怎么实现 1564 • 基于FPGA实现I2C协议 3109 • 【FPGA】I²C 协议的字节传输的实现 1668 • 基于FPGA的模拟 I²C协议设计 687 • 【FPGA】I²C协议位传输的实现--全程代码实现 1784 • 基于FPGA的模拟I²C协议系统设计 1128 • 基于 FPGA 的模拟 I²C协议设计使用 1406 • 基于FPGA的 I²C 协议相关的内容 1193 • SPI自举程序中使用的I2C协议 0 • STM32自举程序中使用的I2C协议 0