一个简单的SPI模块的Verilog代码,可以实现主设备接总线,四种时序模式可配置,地址长度和数据长度可配置,配置和SPI从设备读写数据。

时间: 2024-03-12 13:44:00 浏览: 16
好的,以下是一个简单的SPI模块的Verilog代码,实现主设备接总线,四种时序模式可配置,地址长度和数据长度可配置,配置和SPI从设备读写数据。 ``` module spi_master ( input clk, input rstn, input [3:0] mode, // 时序模式 input [3:0] addr_len, // 地址长度 input [3:0] data_len, // 数据长度 input [addr_len-1:0] addr, // 地址 input [data_len-1:0] data_in, // 写入数据 output [data_len-1:0] data_out, // 读出数据 output cs_n, // 片选信号 output sclk, // 时钟信号 output mosi, // 主设备输出信号 input miso // 主设备输入信号 ); reg [3:0] state; // 状态机状态 reg [data_len-1:0] tx_data; // 发送数据 reg [data_len-1:0] rx_data; // 接收数据 reg [addr_len-1:0] tx_addr; // 发送地址 reg [3:0] bit_cnt; // 位计数器 reg [3:0] addr_cnt; // 地址计数器 reg [3:0] data_cnt; // 数据计数器 reg cs_n_reg; // 片选信号寄存器 reg sclk_reg; // 时钟信号寄存器 reg mosi_reg; // 主设备输出信号寄存器 parameter idle = 4'b0000; // 空闲状态 parameter start = 4'b0001; // 启动状态 parameter write_addr = 4'b0010; // 写地址状态 parameter write_data = 4'b0100; // 写数据状态 parameter read_data = 4'b1000; // 读数据状态 always @(posedge clk or negedge rstn) begin if (!rstn) begin state <= idle; tx_data <= 0; rx_data <= 0; tx_addr <= 0; bit_cnt <= 0; addr_cnt <= 0; data_cnt <= 0; cs_n_reg <= 1'b1; sclk_reg <= 1'b0; mosi_reg <= 1'b0; end else begin case (state) idle: begin if (!cs_n) begin state <= start; cs_n_reg <= 1'b0; end end start: begin if (mode == 4'b0000) begin // 模式0 sclk_reg <= 1'b0; mosi_reg <= 1'b0; end else if (mode == 4'b0001) begin // 模式1 sclk_reg <= 1'b0; mosi_reg <= 1'b1; end else if (mode == 4'b0010) begin // 模式2 sclk_reg <= 1'b1; mosi_reg <= 1'b0; end else if (mode == 4'b0011) begin // 模式3 sclk_reg <= 1'b1; mosi_reg <= 1'b1; end bit_cnt <= 0; addr_cnt <= 0; data_cnt <= 0; tx_addr <= addr; tx_data <= data_in; state <= write_addr; end write_addr: begin mosi_reg <= tx_addr[addr_cnt]; addr_cnt <= addr_cnt + 1; if (addr_cnt == addr_len) begin state <= write_data; addr_cnt <= 0; end end write_data: begin mosi_reg <= tx_data[data_cnt]; data_cnt <= data_cnt + 1; if (data_cnt == data_len) begin state <= read_data; data_cnt <= 0; end end read_data: begin rx_data[data_cnt] <= miso; mosi_reg <= 1'b0; data_cnt <= data_cnt + 1; if (data_cnt == data_len) begin state <= idle; data_cnt <= 0; cs_n_reg <= 1'b1; end end endcase end end assign cs_n = cs_n_reg; assign sclk = sclk_reg; assign mosi = mosi_reg; assign data_out = rx_data; endmodule ``` 这个模块使用了一个状态机来控制SPI通信的时序。在空闲状态下,片选信号为高电平,等待主设备启动通信。启动状态下,根据时序模式配置时钟和主设备输出信号,同时将地址和写入数据存入相应寄存器。写地址状态下,逐位地将地址发送出去,写数据状态下,逐位地将数据发送出去。读数据状态下,将从设备返回的数据逐位地接收,并在接收完后回到空闲状态,同时将片选信号拉高。 这个模块的地址长度和数据长度都是可配置的,可以通过addr_len和data_len参数进行设置。同时,也可以通过mode参数来选择四种不同的时序模式。

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