您好在I2C协议中,我如何使用verilog语言完成对I2C协议的改写?我希望现在代码中的8位寄存器地址读写改成16位寄存器地址的读写

时间: 2024-03-13 21:43:17 浏览: 19
您好!要使用Verilog语言完成对I2C协议的改写,需要了解以下几个步骤: 1. 确定I2C总线的时序图,包括起始位、停止位、数据位和应答位等信息; 2. 在Verilog代码中,根据时序图实现I2C总线的控制逻辑; 3. 将8位寄存器地址读写改为16位寄存器地址读写,需要修改I2C总线的地址部分,具体实现方法可以参考以下代码: ```verilog module i2c_controller ( input clk, rst, input sda_i, output reg sda_o, output reg scl_o, input reg [15:0] addr_in, input reg [7:0] data_in, output reg [7:0] data_out, input reg wr_en, rd_en ); // 定义常量 localparam IDLE = 2'b00; localparam START = 2'b01; localparam STOP = 2'b10; localparam DATA = 2'b11; // 定义寄存器 reg [15:0] addr_reg; reg [7:0] data_reg; reg [1:0] state_reg; reg [3:0] bit_count; reg [7:0] ack_count; wire sda_ack; // I2C时钟周期计数器 reg [7:0] clk_count; // 复位 always @(posedge rst) begin sda_o <= 1'b1; scl_o <= 1'b1; addr_reg <= 16'h0000; data_reg <= 8'h00; state_reg <= IDLE; bit_count <= 4'b0000; ack_count <= 8'h00; clk_count <= 8'h00; end // I2C控制状态机 always @(posedge clk) begin case (state_reg) IDLE: begin if (wr_en) begin addr_reg <= addr_in; data_reg <= data_in; state_reg <= START; end else if (rd_en) begin addr_reg <= addr_in; state_reg <= START; end end START: begin if (clk_count == 8'h00) begin sda_o <= 1'b0; scl_o <= 1'b0; state_reg <= DATA; bit_count <= 4'b0000; end else begin clk_count <= clk_count + 1; end end DATA: begin case (bit_count) 4'b0000: begin sda_o <= addr_reg[15]; bit_count <= 4'b0001; end 4'b0001: begin sda_o <= addr_reg[14]; bit_count <= 4'b0010; end 4'b0010: begin sda_o <= addr_reg[13]; bit_count <= 4'b0011; end 4'b0011: begin sda_o <= addr_reg[12]; bit_count <= 4'b0100; end 4'b0100: begin sda_o <= addr_reg[11]; bit_count <= 4'b0101; end 4'b0101: begin sda_o <= addr_reg[10]; bit_count <= 4'b0110; end 4'b0110: begin sda_o <= addr_reg[9]; bit_count <= 4'b0111; end 4'b0111: begin sda_o <= addr_reg[8]; bit_count <= 4'b1000; end 4'b1000: begin sda_o <= addr_reg[7]; bit_count <= 4'b1001; end 4'b1001: begin sda_o <= addr_reg[6]; bit_count <= 4'b1010; end 4'b1010: begin sda_o <= addr_reg[5]; bit_count <= 4'b1011; end 4'b1011: begin sda_o <= addr_reg[4]; bit_count <= 4'b1100; end 4'b1100: begin sda_o <= addr_reg[3]; bit_count <= 4'b1101; end 4'b1101: begin sda_o <= addr_reg[2]; bit_count <= 4'b1110; end 4'b1110: begin sda_o <= addr_reg[1]; bit_count <= 4'b1111; end 4'b1111: begin sda_o <= addr_reg[0]; bit_count <= 4'b0000; state_reg <= STOP; end endcase end STOP: begin if (clk_count == 8'h00) begin sda_o <= 1'b0; scl_o <= 1'b1; state_reg <= IDLE; bit_count <= 4'b0000; end else begin clk_count <= clk_count + 1; end end endcase end // I2C数据读写 always @(posedge clk) begin if (state_reg == DATA) begin case (bit_count) 4'b0001: ack_count <= sda_i; 4'b0010: ack_count <= sda_i; 4'b0011: ack_count <= sda_i; 4'b0100: ack_count <= sda_i; 4'b0101: ack_count <= sda_i; 4'b0110: ack_count <= sda_i; 4'b0111: ack_count <= sda_i; 4'b1000: ack_count <= sda_i; 4'b1001: ack_count <= sda_i; 4'b1010: ack_count <= sda_i; 4'b1011: ack_count <= sda_i; 4'b1100: ack_count <= sda_i; 4'b1101: ack_count <= sda_i; 4'b1110: ack_count <= sda_i; 4'b1111: ack_count <= sda_i; endcase if (ack_count == 8'h00) begin case ({wr_en, rd_en}) 2'b01: begin sda_o <= 1'b0; state_reg <= DATA; bit_count <= 4'b0000; end 2'b10: begin sda_o <= 1'b1; state_reg <= START; end endcase end else begin case ({wr_en, rd_en}) 2'b01: begin sda_o <= 1'b1; state_reg <= IDLE; data_out <= data_reg; end 2'b10: begin sda_o <= 1'b1; state_reg <= DATA; bit_count <= 4'b0000; end endcase end end end // I2C时钟控制 always @(posedge clk) begin if (state_reg == START || state_reg == STOP) begin if (clk_count == 8'h00) begin clk_count <= 8'h01; end else if (clk_count == 8'h01) begin scl_o <= 1'b0; clk_count <= 8'h02; end else if (clk_count == 8'h02) begin scl_o <= 1'b1; clk_count <= 8'h03; end else if (clk_count == 8'h03) begin scl_o <= 1'b0; clk_count <= 8'h04; end else if (clk_count == 8'h04) begin if (state_reg == START) begin sda_o <= 1'b1; clk_count <= 8'h05; end else begin sda_o <= 1'b0; clk_count <= 8'h05; end end else if (clk_count == 8'h05) begin sda_o <= 1'b1; clk_count <= 8'h00; end end else begin if (clk_count == 8'h00) begin scl_o <= 1'b0; clk_count <= 8'h01; end else if (clk_count == 8'h01) begin scl_o <= 1'b1; clk_count <= 8'h00; end end end // I2C应答信号 assign sda_ack = (state_reg == DATA && bit_count == 4'b1111 && rd_en); endmodule ``` 在上述代码中,我们将I2C地址部分从8位修改为16位,并将其拆分为16个单独的位,通过状态机控制逐个发送。具体的数据读写操作与原来的代码类似,只需要在I2C时钟周期内完成。

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