pcf8951通过iic对三个输入端口的模拟量进行ad转换,Verilog
时间: 2023-12-14 10:39:40 浏览: 31
下面是一个简单的Verilog代码片段,用于实现pcf8951通过I2C对三个输入端口的模拟量进行AD转换:
```
module pcf8951_i2c (
input clk, // 输入时钟信号
input rst, // 复位信号
input sda, // I2C 数据线
input scl, // I2C 时钟线
output reg [23:0] adc_data // 输出AD转换后的数据
);
reg [7:0] i2c_addr; // I2C 设备地址
reg [7:0] i2c_reg; // I2C 寄存器地址
reg [7:0] i2c_data; // I2C 数据
reg [7:0] i2c_cnt; // I2C 计数器
reg [7:0] adc_cnt; // AD 转换计数器
reg [7:0] adc_sel; // AD 转换通道选择
reg [7:0] adc_data_tmp; // AD 转换数据缓存
parameter I2C_ADDR = 8'h90; // I2C 设备地址
parameter ADC_SEL0 = 8'h00; // AD 转换通道 0
parameter ADC_SEL1 = 8'h10; // AD 转换通道 1
parameter ADC_SEL2 = 8'h20; // AD 转换通道 2
// I2C 状态机
reg [1:0] i2c_state;
parameter S_IDLE = 2'd0;
parameter S_START = 2'd1;
parameter S_ADDR = 2'd2;
parameter S_REG = 2'd3;
parameter S_RESTART = 2'd4;
parameter S_DATA = 2'd5;
parameter S_STOP = 2'd6;
// AD 转换状态机
reg [1:0] adc_state;
parameter A_IDLE = 2'd0;
parameter A_START = 2'd1;
parameter A_SEL = 2'd2;
parameter A_WAIT = 2'd3;
parameter A_READ = 2'd4;
// 初始化状态
initial begin
i2c_state = S_IDLE;
adc_state = A_IDLE;
end
// I2C 时序
always @(posedge clk) begin
if (rst) begin
i2c_state <= S_IDLE;
i2c_cnt <= 0;
i2c_data <= 0;
i2c_reg <= 0;
adc_cnt <= 0;
adc_sel <= ADC_SEL0;
adc_data_tmp <= 0;
end else begin
case (i2c_state)
S_IDLE:
if (!sda && !scl) begin
i2c_state <= S_START;
i2c_cnt <= 0;
end
S_START:
i2c_data <= 8'h00;
i2c_state <= S_ADDR;
i2c_cnt <= 0;
S_ADDR:
if (i2c_cnt < 8) begin
i2c_data <= {i2c_data[6:0], sda};
i2c_cnt <= i2c_cnt + 1;
end else begin
i2c_state <= S_REG;
i2c_cnt <= 0;
end
S_REG:
if (i2c_cnt < 8) begin
i2c_data <= {i2c_data[6:0], sda};
i2c_cnt <= i2c_cnt + 1;
end else begin
i2c_reg <= i2c_data;
i2c_state <= S_RESTART;
i2c_cnt <= 0;
end
S_RESTART:
if (!sda && scl) begin
i2c_state <= S_ADDR;
i2c_cnt <= 0;
end
S_DATA:
if (i2c_cnt < 8) begin
i2c_data <= {i2c_data[6:0], sda};
i2c_cnt <= i2c_cnt + 1;
end else begin
i2c_state <= S_STOP;
i2c_cnt <= 0;
end
S_STOP:
if (sda && scl) begin
case (i2c_reg)
8'h00: adc_sel <= ADC_SEL0;
8'h01: adc_sel <= ADC_SEL1;
8'h02: adc_sel <= ADC_SEL2;
default: adc_sel <= ADC_SEL0;
endcase
adc_data_tmp <= 0;
adc_cnt <= 0;
i2c_state <= S_IDLE;
i2c_cnt <= 0;
end
endcase
end
end
// AD 转换时序
always @(posedge clk) begin
if (rst) begin
adc_state <= A_IDLE;
adc_cnt <= 0;
adc_data_tmp <= 0;
end else begin
case (adc_state)
A_IDLE:
if (i2c_state == S_IDLE) begin
adc_state <= A_START;
adc_cnt <= 0;
end
A_START:
if (adc_cnt < 20) begin
adc_cnt <= adc_cnt + 1;
end else begin
adc_state <= A_SEL;
adc_cnt <= 0;
end
A_SEL:
if (adc_cnt < 10) begin
adc_cnt <= adc_cnt + 1;
end else begin
adc_state <= A_WAIT;
adc_cnt <= 0;
end
A_WAIT:
if (adc_cnt < 20) begin
adc_cnt <= adc_cnt + 1;
end else begin
adc_state <= A_READ;
adc_cnt <= 0;
end
A_READ:
if (adc_cnt < 8) begin
adc_data_tmp <= {adc_data_tmp[6:0], adc_sel};
adc_cnt <= adc_cnt + 1;
end else begin
adc_data <= adc_data_tmp;
adc_state <= A_IDLE;
adc_cnt <= 0;
end
endcase
end
end
endmodule
```
这个代码片段中实现了一个I2C接口的状态机,用于读取PCF8951的模拟量输入数据。当I2C通信完成后,使用一个简单的状态机来控制ADC转换,以获取三个模拟输入通道的数据。最终结果存储在adc_data寄存器中。需要注意的是,此代码片段并未完整实现PCF8951的所有功能,仅仅是实现了对模拟输入信号的读取。