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。