i2c verilog

以下是一个简单的 I2C Verilog 实现示例：

module i2c (
    input scl, // 时钟线
    inout sda // 数据线
);

    reg [7:0] shift_reg; // 移位寄存器
    reg [2:0] state; // 状态机状态
    reg ack; // ACK 标志位

    parameter IDLE = 3'b000, START = 3'b001, SEND_ADDR = 3'b010, SEND_DATA = 3'b011, RECEIVE_DATA = 3'b100;

    assign sda = (state == RECEIVE_DATA) ? sda : 1'bz; // 如果接收数据，SDA 为输入

    always @(posedge scl) begin
        case (state)
            IDLE: begin
                if (!sda) begin // 如果 SDA 低电平，表示开始一个传输
                    state <= START;
                    ack <= 0; // 清空 ACK 标志位
                end
            end
            START: begin
                sda <= 0; // 发送起始位
                state <= SEND_ADDR;
            end
            SEND_ADDR: begin
                shift_reg <= 8'b10100000; // 从机地址
                state <= SEND_DATA;
            end
            SEND_DATA: begin
                if (!ack) begin // 如果没有收到 ACK
                    sda <= shift_reg[7]; // 发送数据位
                    shift_reg <= {shift_reg[6:0], 1'b0}; // 移位
                end else begin
                    state <= RECEIVE_DATA;
                end
            end
            RECEIVE_DATA: begin
                sda <= 1'b1; // 发送 NACK
                state <= IDLE;
            end
        endcase
    end

    always @(negedge scl) begin
        if (state == SEND_ADDR || state == SEND_DATA) begin
            ack <= !sda; // 收到 ACK 标志位
        end
    end

endmodule

该模块实现了 I2C 主设备的发送功能。它包括一个状态机，以及一个移位寄存器用于存储要发送的数据。在每个时钟上升沿，状态机会根据当前状态执行相应的操作。在每个时钟下降沿，它会检查 ACK 标志位以确定从设备是否已接收到数据。