用verilog写一个i2c时序代码控制tca9535芯片，要求将所有io口置为输出并可以改写每一个输出值

以下是一个Verilog代码示例，实现了I2C协议的时序控制，并控制TCA9535芯片，将所有IO口置为输出，并可以改写每一个输出值：

module i2c_master_tca9535(
  input clk, rst,
  input sda_i, scl_i,
  output reg sda_o, scl_o
);

parameter IDLE = 2'b11;
parameter START = 2'b10;
parameter STOP = 2'b01;
parameter ACK = 1'b0;
parameter NACK = 1'b1;

reg [7:0] data_out;
reg [2:0] state;
reg [3:0] bit_cnt;

always @(posedge clk) begin
  if (rst) begin
    state <= IDLE;
    bit_cnt <= 0;
    sda_o <= 1'b1;
    scl_o <= 1'b1;
  end
  else begin
    case (state)
      IDLE: begin
        sda_o <= 1'b1;
        scl_o <= 1'b1;
        if (!sda_i && !scl_i) begin
          state <= START;
        end
      end
      START: begin
        scl_o <= 1'b0;
        sda_o <= 1'b0;
        state <= IDLE;
      end
      STOP: begin
        scl_o <= 1'b1;
        sda_o <= 1'b1;
        state <= IDLE;
      end
      default: begin
        if (bit_cnt == 8) begin
          sda_o <= 1'b1;
          bit_cnt <= 0;
          state <= IDLE;
        end
        else begin
          case (state[1:0])
            2'b00: sda_o <= data_out[7];
            2'b01: sda_o <= data_out[6];
            2'b10: sda_o <= data_out[5];
            2'b11: sda_o <= data_out[4];
          endcase
          bit_cnt <= bit_cnt + 1;
          state <= state + 1;
        end
      end
    endcase
  end
end

// 控制TCA9535芯片
reg [7:0] io_out;
assign {sda_o, scl_o} = io_out;

// 将所有IO口置为输出
reg [7:0] config_reg = 8'hFF;
task tca9535_set_config;
  begin
    data_out <= {1'b0, 1'b1, 7'b0100000}; // 写入TCA9535器件地址
    state <= START;
    @(posedge clk);
    state <= IDLE;
    @(posedge clk);
    data_out <= {1'b0, 1'b1, config_reg}; // 写入配置寄存器地址
    state <= START;
    @(posedge clk);
    state <= IDLE;
    @(posedge clk);
    data_out <= {1'b0, 1'b1, 8'h00}; // 将所有IO口置为输出
    state <= START;
    @(posedge clk);
    state <= IDLE;
    @(posedge clk);
  end
endtask

// 可以改写每一个输出值
task tca9535_set_output;
  input [7:0] output_data;
  begin
    data_out <= {1'b0, 1'b1, 7'b0100000}; // 写入TCA9535器件地址
    state <= START;
    @(posedge clk);
    state <= IDLE;
    @(posedge clk);
    data_out <= {1'b0, 1'b1, 8'h01}; // 写入输出寄存器地址
    state <= START;
    @(posedge clk);
    state <= IDLE;
    @(posedge clk);
    data_out <= {1'b0, 1'b1, output_data}; // 写入输出数据
    state <= START;
    @(posedge clk);
    state <= IDLE;
    @(posedge clk);
  end
endtask

// 测试代码
initial begin
  #100;
  tca9535_set_config(); // 将所有IO口置为输出
  #100;
  tca9535_set_output(8'h55); // 将所有输出口输出0x55
  #100;
  tca9535_set_output(8'hAA); // 将所有输出口输出0xAA
  #100;
end

endmodule

这个代码实现了I2C主设备的时序控制，并且控制了TCA9535芯片，将所有IO口置为输出，并可以改写每一个输出值。你可以根据具体的需求进行修改和扩展。