基于FPGA的MC8051单片机IP设计Veriilog描述

时间: 2023-06-13 13:07:32 浏览: 57
以下是一个基于FPGA的MC8051单片机IP的Verilog描述: ``` module mc8051( input clk, input reset, input [7:0] data_in, output [7:0] data_out, output p1_0, output p1_1, output p1_2, output p1_3, output p1_4, output p1_5, output p1_6, output p1_7, output p2_0, output p2_1, output p2_2, output p2_3, output p2_4, output p2_5, output p2_6, output p2_7 ); // Internal registers reg [7:0] acc; reg [7:0] b; reg [7:0] dptr; reg [7:0] psw; reg [7:0] sp; reg [7:0] p0; reg [7:0] p1; reg [7:0] p2; reg [7:0] p3; reg [7:0] tcon; reg [7:0] tmr0; reg [7:0] scon; reg [7:0] ie; reg [7:0] ip; // Internal signals reg [7:0] opcode; reg [7:0] operand; reg [7:0] ea; reg [7:0] pc_next; reg [7:0] data_internal; reg [7:0] addr_internal; // Program memory reg [7:0] program_memory [0:255]; // Data memory reg [7:0] data_memory [0:255]; // Instruction decoder always @ (posedge clk) begin if (reset) begin opcode <= 8'h00; operand <= 8'h00; end else begin opcode <= program_memory[pc_next]; operand <= program_memory[pc_next + 1]; end end // Address decoder always @ (opcode, operand, psw, sp, dptr, p0, p1, p2, p3) begin case (opcode) // ADD A, Rn 8'h24: begin acc <= acc + data_memory[operand]; if (acc[7] == 1) begin psw[7] <= 1; end else begin psw[7] <= 0; end if (acc == 0) begin psw[6] <= 1; end else begin psw[6] <= 0; end if (acc[3] == 1) begin psw[4] <= 1; end else begin psw[4] <= 0; end pc_next <= pc_next + 2; end // ... default: begin pc_next <= pc_next + 1; end endcase end // Output ports assign p1_0 = p1[0]; assign p1_1 = p1[1]; assign p1_2 = p1[2]; assign p1_3 = p1[3]; assign p1_4 = p1[4]; assign p1_5 = p1[5]; assign p1_6 = p1[6]; assign p1_7 = p1[7]; assign p2_0 = p2[0]; assign p2_1 = p2[1]; assign p2_2 = p2[2]; assign p2_3 = p2[3]; assign p2_4 = p2[4]; assign p2_5 = p2[5]; assign p2_6 = p2[6]; assign p2_7 = p2[7]; // Input/output ports assign data_out = data_internal; // Internal data memory always @ (posedge clk) begin if (reset) begin data_internal <= 8'h00; end else begin case (ea[7:6]) 2'h00: data_internal <= data_memory[ea]; 2'h01: data_internal <= data_memory[p0 + ea[5:0]]; 2'h10: data_internal <= data_memory[p1 + ea[5:0]]; 2'h11: data_internal <= data_memory[ea]; endcase end end // Internal address memory always @ (posedge clk) begin if (reset) begin addr_internal <= 8'h00; end else begin case (ea[7:6]) 2'h00: addr_internal <= ea; 2'h01: addr_internal <= p0 + ea[5:0]; 2'h10: addr_internal <= p1 + ea[5:0]; 2'h11: addr_internal <= ea; endcase end end // Internal program memory always @ (posedge clk) begin if (reset) begin pc_next <= 8'h00; end else begin pc_next <= addr_internal; end end endmodule ``` 以上代码只是一个简单的例子,实现了MC8051单片机的一些基本指令,并且包含了输入输出端口和访问数据存储器的逻辑。由于FPGA的资源限制,实际实现中可能需要进行优化和精简。

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