写一个 xilinx AXI4-lite 接口控制SPI接口的控制器

以下是一个简单的Xilinx AXI4-lite接口控制SPI接口的控制器的示例代码：

module spi_controller(
  input wire aclk, //AXI4-lite时钟
  input wire aresetn, //AXI4-lite复位信号，低电平有效
  input wire sclk, //SPI时钟
  output wire cs_n, //SPI片选信号
  output wire mosi, //SPI主机数据输出
  input wire miso, //SPI从机数据输入
  input wire [3:0] addr, //AXI4-lite地址
  input wire [31:0] wdata, //AXI4-lite写入数据
  output wire [31:0] rdata, //AXI4-lite读出数据
  input wire write_enable, //AXI4-lite写使能
  input wire read_enable //AXI4-lite读使能
);

reg [7:0] tx_data; //SPI发送数据
reg [7:0] rx_data; //SPI接收数据
reg [31:0] axi_reg; //AXI4-lite寄存器

assign cs_n = axi_reg[0]; //将AXI4-lite的第0位寄存器赋值给SPI的片选信号
assign mosi = tx_data[7]; //将发送数据的最高位赋值给SPI的主机数据输出
assign rdata = axi_reg; //将AXI4-lite寄存器赋值给读取数据输出

always@(negedge aresetn or posedge aclk) begin
  if (!aresetn) begin
    axi_reg <= 32'h00000000; //AXI4-lite寄存器复位为0
    tx_data <= 8'h00; //发送数据清零
    rx_data <= 8'h00; //接收数据清零
  end else begin
    if (write_enable) begin //AXI4-lite写使能
      case(addr)
        4'h0: axi_reg[7:0] <= wdata[7:0]; //将AXI4-lite写入数据的最低8位赋值给SPI的片选信号
        4'h4: begin //将AXI4-lite写入数据的第8位到第15位赋值给发送数据
          tx_data[7:0] <= wdata[15:8];
          axi_reg[31:8] <= 24'h000000; //将AXI4-lite的第1到第23位清零
        end
        4'h8: begin //将AXI4-lite写入数据的第16位到第23位赋值给发送数据
          tx_data[7:0] <= wdata[23:16];
          axi_reg[31:8] <= 24'h000000; //将AXI4-lite的第1到第23位清零
        end
        default: axi_reg <= axi_reg; //如果没有匹配到地址，则AXI4-lite寄存器不变
      endcase
    end else if (read_enable) begin //AXI4-lite读使能
      case(addr)
        4'h0: axi_reg <= axi_reg; //将SPI片选信号赋值给AXI4-lite寄存器的最低8位
        4'h4, 4'h8: axi_reg <= {24'h000000, rx_data}; //将接收数据赋值给AXI4-lite寄存器的第8位到第31位
        default: axi_reg <= axi_reg; //如果没有匹配到地址，则AXI4-lite寄存器不变
      endcase
    end
  end
end

always@(negedge aresetn or posedge sclk) begin //SPI控制
  if (!aresetn) begin
    tx_data <= 8'h00; //发送数据清零
    rx_data <= 8'h00; //接收数据清零
  end else begin
    if (cs_n == 1'b0) begin //SPI片选信号有效
      rx_data[7:0] <= miso; //将SPI从机数据输入赋值给接收数据
      tx_data[6:0] <= tx_data[7:1]; //发送数据左移一位
      tx_data[7] <= axi_reg[0]; //将AXI4-lite的第0位寄存器赋值给发送数据的最高位
    end
  end
end

endmodule

该控制器包含一个AXI4-lite接口和一个SPI接口。AXI4-lite接口用于控制SPI接口，并且可以通过读取和写入AXI4-lite寄存器来控制SPI片选信号和发送数据。SPI接口用于发送和接收数据。在SPI片选信号有效时，发送数据会左移一位，同时将AXI4-lite的第0位寄存器赋值给发送数据的最高位，并将SPI从机数据输入赋值给接收数据。