i2c 读取寄存器的Verilog代码

以下是一个示例的 I2C 读取寄存器的 Verilog 代码：

module i2c_master_read (
    input wire scl,
    input wire sda,
    input wire [7:0] device_address,
    input wire [7:0] reg_address,
    output reg [7:0] data_out
);

// 声明一个 8 位的寄存器用来存储数据
reg [7:0] data_reg;

// 定义 I2C 主机的状态
reg [1:0] state;

// 定义 I2C 主机的动作（启动、停止等）
reg [2:0] action;

// 定义 SCL 时钟的计数器
reg [3:0] scl_count;

// 定义 SDA 信号的计数器
reg [3:0] sda_count;

// 定义当前的字节数
reg [2:0] byte_count;

// 定义当前读取的位
reg [2:0] bit_count;

// 定义 ACK 位
reg ack;

// 定义状态机
always @ (posedge scl or negedge sda) begin
    case (state)
        // 初始状态
        2'b00: begin
            if (action == 3'b000) begin  // 启动
                sda_count <= 4'b0001;
                scl_count <= 4'b0000;
                state <= 2'b01;
            end
        end
        // 发送设备地址
        2'b01: begin
            if (sda_count == 4'b0001) begin
                if (device_address[7] == 1'b0) begin
                    sda <= 1'b0;
                end else begin
                    sda <= 1'b1;
                end
            end else if (sda_count == 4'b0010) begin
                if (device_address[6] == 1'b0) begin
                    sda <= 1'b0;
                end else begin
                    sda <= 1'b1;
                end
            end ...
            // 省略其他代码
    endcase
end

// 状态机的操作
always @ (posedge scl) begin
    if (scl_count == 4'b0000) begin
        action <= 3'b000;
    end else if (scl_count == 4'b0001) begin
        action <= 3'b100;
    end ...
    // 省略其他