verilog 写PCA9545

在Verilog语言中，PCA9545是一款I²C接口的8通道GPIO扩展器，我们可以编写模块来模拟其功能。以下是简化的PCA9545 Verilog模块示例，假设我们只关注基本的数据读写操作：

module pca9545(
    input wire I2C_SDA, // SDA I2C数据线
    input wire I2C_SCL, // SCL I2C时钟线
    input wire addr SelChn, // 选择特定通道地址
    output reg [7:0] data_out, // 输出数据
    input wire wr_en, // 写入数据信号
    input wire rd_en, // 读取数据信号
    input wire reset // 重置信号
);

// PCA9545内部寄存器结构简化
reg [3:0] addr_reg; // 寄存器地址
reg [7:0] reg_data; // 内部寄存器数据

// 通用I2C发送函数
always @(posedge I2C_SCL or negedge I2C_SCL)
begin
    if(I2C_SCL == '0') begin
        if(!wr_en && !rd_en) // 空闲状态
            addr_reg <= {addr_reg[3:0], addr}; // 更新地址
        else if(wr_en) // 写操作
            I2C_SDA <= ~reg_data[addr_reg[3:0]]; // 发送数据
        else if(rd_en) // 读操作
            reg_data[addr_reg[3:0]] <= I2C_SDA; // 接收数据
    end else begin
        I2C_SDA <= 'Z'; // 高阻抗等待下一个时钟周期结束
    end
end

// 数据读写逻辑
always @(*) begin
    if(reset)
        reg_data <= 0;
    else if(wr_en)
        data_out <= reg_data[SelChn];
    else if(rd_en)
        data_out <= reg_data; // 返回所有通道数据，这里简化处理
end

endmodule