fpga驱动iic Verilog

以下是一个基本的FPGA I2C驱动程序的Verilog代码，它可以通过I2C总线与其他设备进行通信。

module i2c_master(
    input clk,
    input rst,
    output scl,
    inout sda
);

// I2C状态机定义
parameter IDLE = 2'b00; // 空闲状态
parameter START = 2'b01; // 发送START信号
parameter ADDR = 2'b10; // 发送地址
parameter DATA = 2'b11; // 发送数据

reg [1:0] state; // 当前状态
reg [7:0] addr; // 设备地址
reg [7:0] data; // 待发送数据
reg wr; // 写标志位，0表示读，1表示写
reg ack; // ACK标志位，0表示ACK，1表示NACK
reg [3:0] bit_cnt; // 位计数器
wire set_sda; // 控制SDA线的输出
wire read_sda; // 读取SDA线的输入

// I2C状态机
always @(posedge clk) begin
    if (rst) begin // 复位
        state <= IDLE;
        bit_cnt <= 0;
        set_sda <= 1;
        ack <= 1;
    end else begin
        case (state)
            IDLE: begin // 空闲状态
                if (addr != 0) begin // 如果设备地址不为0，开始传输
                    state <= START;
                    bit_cnt <= 0;
                    set_sda <= 0;
                end
            end
            START: begin // 发送START信号
                if (bit_cnt == 0) begin // SCL线为低电平时发送START信号
                    set_sda <= 1;
                    bit_cnt <= bit_cnt + 1;
                end else if (bit_cnt == 1) begin // SDA线为低电平时发生STOP信号
                    set_sda <= 0;
                    bit_cnt <= 0;
                    state <= ADDR;
                end
            end
            ADDR: begin // 发送设备地址
                if (bit_cnt < 8) begin // 发送第0到第7位
                    set_sda <= addr[bit_cnt];
                    bit_cnt <= bit_cnt + 1;
                end else if (bit_cnt == 8) begin // 发送第9位（写控制位）
                    set_sda <= wr;
                    bit_cnt <= bit_cnt + 1;
                end else if (bit_cnt == 9) begin // 读ACK/NACK标志位
                    state <= DATA;
                    bit_cnt <= 0;
                    set_sda <= 1;
                    ack <= read_sda;
                end
            end
            DATA: begin // 发送数据
                if (bit_cnt < 8) begin // 发送第0到第7位
                    set_sda <= data[bit_cnt];
                    bit_cnt <= bit_cnt + 1;
                end else if (bit_cnt == 8) begin // 读ACK/NACK标志位
                    bit_cnt <= bit_cnt + 1;
                    set_sda <= 1;
                    ack <= read_sda;
                    if (wr == 0) begin // 读数据
                        state <= START; // 读取数据后发送STOP信号
                    end else begin // 写数据
                        state <= DATA; // 继续发送数据
                    end
                end else if (bit_cnt == 9) begin // 发送STOP信号
                    state <= IDLE;
                    bit_cnt <= 0;
                    set_sda <= 0;
                    ack <= 1;
                end
            end
        endcase
    end
end

// 控制SCL线
reg scl_reg; // SCL寄存器
wire scl_out; // SCL输出
always @(posedge clk) begin
    if (rst) begin
        scl_reg <= 1;
    end else begin
        if (state == START || state == DATA) begin // SCL线在START和DATA状态下翻转
            scl_reg <= ~scl_reg;
        end
    end
end
assign scl_out = scl_reg;

// 控制SDA线
assign sda = set_sda; // 设置SDA输出
assign read_sda = sda; // 读取SDA输入

endmodule

该代码使用状态机来控制I2C总线的传输，可以通过修改addr和data来发送不同的地址和数据。需要将clk和rst连接到FPGA的时钟和复位信号上，scl和sda分别连接到I2C总线的SCL和SDA线上。