i2c 7位地址模式

I2C（Inter-Integrated Circuit）总线协议是一种用于连接微控制器和外设的串行通信协议。在I2C中，设备通过7位地址进行通信，这被称为7位地址模式。在这种模式下，每个设备都被分配一个唯一的7位地址，用于在总线上寻址和通信。这意味着总线上最多可以连接128个设备。在I2C的传输过程中，设备可以充当主设备或从设备，主设备通过发送开始信号和停止信号来控制总线，从设备则被动地响应主设备的命令。

相关问题

linux i2c 地址模式

Linux I2C 通信协议支持两种寻址模式：

1. 7 位地址模式

在 7 位地址模式下，I2C 设备地址只有 7 位，因此可以寻址的 I2C 设备数量最多为 $2^7=128$ 个。在 Linux 中，使用 `ioctl` 函数设置 I2C 设备地址时，需要将设备地址右移一位，然后放入 `I2C_SLAVE` 命令的参数中，例如：

int addr = 0x50;  // I2C 设备地址
if (ioctl(file,I2C_SLAVE,addr >> 1) < 0) {
    perror("Failed to set I2C device address");
    exit(1);
}

2. 10 位地址模式

在 10 位地址模式下，I2C 设备地址有 10 位，因此可以寻址的 I2C 设备数量最多为 $2^{10}=1024$ 个。但是，10 位地址模式需要发送两个字节的地址序列，因此会增加总线开销。在 Linux 中，可以使用 `ioctl` 函数设置 10 位地址模式，例如：

int addr = 0x50;  // I2C 设备地址
if (ioctl(file,I2C_TENBIT,1) < 0) {
    perror("Failed to set 10-bit address mode");
    exit(1);
}
if (ioctl(file,I2C_SLAVE,addr) < 0) {
    perror("Failed to set I2C device address");
    exit(1);
}

在这个例子中，首先通过 `I2C_TENBIT` 命令设置 10 位地址模式，然后再设置设备地址。注意，在 10 位地址模式下，设备地址需要填写完整的 10 位地址，而不是右移一位后的 7 位地址。

Verilog实现 i2c包含主从模式

Verilog可以实现I2C通信协议的主从模式。下面是一个简单的Verilog代码示例，用于实现I2C主模式和从模式：

module i2c_master_slave (
  input clk,
  input rst,
  input sda,
  output reg sda_out,
  output reg scl
);

  // I2C主模式状态机
  enum logic [2:0] i2c_master_state;
  parameter IDLE = 3'b000;
  parameter START = 3'b001;
  parameter SEND_ADDR = 3'b010;
  parameter SEND_DATA = 3'b011;
  parameter READ_DATA = 3'b100;
  parameter STOP = 3'b101;
  reg [7:0] i2c_device_addr;
  reg [7:0] i2c_tx_data;
  reg [7:0] i2c_rx_data;
  reg [3:0] i2c_bit_count;
  reg [2:0] i2c_data_dir;

  // I2C从模式状态机
  enum logic [2:0] i2c_slave_state;
  parameter SLAVE_IDLE = 3'b000;
  parameter SLAVE_ADDR = 3'b001;
  parameter SLAVE_RCV_DATA = 3'b010;
  parameter SLAVE_SEND_DATA = 3'b011;
  parameter SLAVE_STOP = 3'b100;
  reg [7:0] i2c_slave_addr;
  reg [7:0] i2c_slave_rx_data;
  reg [7:0] i2c_slave_tx_data;
  reg [3:0] i2c_slave_bit_count;
  reg [2:0] i2c_slave_data_dir;

  // I2C总线状态
  reg i2c_busy;
  reg i2c_ack;
  reg i2c_nack;
  reg i2c_stop;

  // 主模式状态
  always @(posedge clk) begin
    if (rst) begin
      i2c_master_state <= IDLE;
      i2c_busy <= 0;
      i2c_ack <= 0;
      i2c_nack <= 0;
      i2c_stop <= 0;
      i2c_bit_count <= 0;
    end else begin
      case (i2c_master_state)
        IDLE: begin
          if (i2c_busy) begin
            i2c_master_state <= START;
            i2c_data_dir <= 1;
            i2c_bit_count <= 0;
          end
        end
        START: begin
          sda_out <= 0;
          scl <= 0;
          i2c_master_state <= SEND_ADDR;
        end
        SEND_ADDR: begin
          if (i2c_bit_count < 8) begin
            sda_out <= i2c_device_addr[i2c_bit_count];
            scl <= 1;
            i2c_bit_count <= i2c_bit_count + 1;
          end else begin
            sda_out <= 1;
            i2c_bit_count <= 0;
            i2c_data_dir <= 0;
            i2c_master_state <= READ_DATA;
          end
        end
        SEND_DATA: begin
          if (i2c_bit_count < 8) begin
            sda_out <= i2c_tx_data[i2c_bit_count];
            scl <= 1;
            i2c_bit_count <= i2c_bit_count + 1;
          end else begin
            sda_out <= 1;
            i2c_bit_count <= 0;
            i2c_data_dir <= 0;
            i2c_master_state <= READ_DATA;
          end
        end
        READ_DATA: begin
          if (i2c_bit_count < 8) begin
            scl <= 1;
            i2c_bit_count <= i2c_bit_count + 1;
          end else begin
            scl <= 0;
            i2c_busy <= 0;
            i2c_master_state <= STOP;
          end
        end
        STOP: begin
          sda_out <= 0;
          scl <= 1;
          i2c_busy <= 0;
          i2c_master_state <= IDLE;
        end
      endcase
    end
  end

  // 从模式状态
  always @(posedge clk) begin
    if (rst) begin
      i2c_slave_state <= SLAVE_IDLE;
      i2c_slave_bit_count <= 0;
      i2c_slave_data_dir <= 1;
    end else begin
      case (i2c_slave_state)
        SLAVE_IDLE: begin
          if (sda == 0) begin
            i2c_slave_rx_data <= 0;
            i2c_slave_bit_count <= 0;
            i2c_slave_data_dir <= 1;
            i2c_slave_state <= SLAVE_ADDR;
          end
        end
        SLAVE_ADDR: begin
          if (i2c_slave_bit_count < 8) begin
            i2c_slave_rx_data <= i2c_slave_rx_data << 1 | sda;
            i2c_slave_bit_count <= i2c_slave_bit_count + 1;
          end else begin
            i2c_slave_bit_count <= 0;
            i2c_slave_data_dir <= 0;
            i2c_slave_state <= SLAVE_RCV_DATA;
          end
        end
        SLAVE_RCV_DATA: begin
          if (i2c_slave_bit_count < 8) begin
            i2c_slave_rx_data <= i2c_slave_rx_data << 1 | sda;
            i2c_slave_bit_count <= i2c_slave_bit_count + 1;
          end else begin
            i2c_slave_bit_count <= 0;
            i2c_slave_data_dir <= 1;
            i2c_slave_state <= SLAVE_SEND_DATA;
          end
        end
        SLAVE_SEND_DATA: begin
          if (i2c_slave_bit_count < 8) begin
            sda_out <= i2c_slave_tx_data[i2c_slave_bit_count];
            i2c_slave_bit_count <= i2c_slave_bit_count + 1;
          end else begin
            i2c_slave_bit_count <= 0;
            i2c_slave_data_dir <= 1;
            i2c_slave_state <= SLAVE_IDLE;
          end
        end
        SLAVE_STOP: begin
          i2c_slave_state <= SLAVE_IDLE;
        end
      endcase
    end
  end

endmodule

该代码实现了I2C主从模式的状态机，可以处理I2C的读取和写入操作。在主模式下，可以发送地址和数据，以及读取从设备的响应数据。在从模式下，可以接收地址和数据，并且可以发送响应数据。该代码仅用于参考，实际应用中可能需要根据具体情况进行修改。