verliog写个iic

好的，下面是一个使用 Verilog 实现 I2C 总线的代码示例：

module i2c_master (
    input clk,
    input rst,
    output reg scl,
    inout sda,
    input [6:0] addr,
    input [7:0] data_in,
    output reg data_out,
    output reg read,
    output reg start,
    output reg stop,
    output reg busy,
    output reg nack
);

parameter IDLE = 3'b000;
parameter START = 3'b001;
parameter ADDR = 3'b010;
parameter DATA = 3'b011;
parameter ACK = 3'b100;
parameter NACK = 3'b101;
parameter STOP = 3'b110;
parameter COMPLETE = 3'b111;

reg [2:0] state;
reg [7:0] shift_reg;
reg [3:0] bit_count;

assign sda = (state == DATA && shift_reg[bit_count] == 1'b0) ? 1'b0 : 1'b1;

always @(posedge clk) begin
    if (rst) begin
        scl <= 1'b1;
        sda <= 1'b1;
        state <= IDLE;
        shift_reg <= 8'b00000000;
        bit_count <= 4'd0;
        read <= 1'b0;
        start <= 1'b0;
        stop <= 1'b0;
        busy <= 1'b0;
        nack <= 1'b0;
        data_out <= 1'b0;
    end else begin
        case (state)
            IDLE:
                begin
                    if (start) begin
                        state <= START;
                        scl <= 1'b0;
                        shift_reg <= {7'b1111110, 1'b0};
                        bit_count <= 4'd0;
                        busy <= 1'b1;
                    end
                end
            START:
                begin
                    if (scl == 1'b0) begin
                        scl <= 1'b1;
                        state <= ADDR;
                    end
                end
            ADDR:
                begin
                    if (scl == 1'b0) begin
                        bit_count <= bit_count + 1;
                        if (bit_count == 4'd7) begin
                            if (read) begin
                                shift_reg <= {addr, 1'b1};
                                state <= START;
                            end else begin
                                shift_reg <= {addr, 1'b0};
                                state <= DATA;
                            end
                            bit_count <= 4'd0;
                        end
                    end
                end
            DATA:
                begin
                    if (scl == 1'b0) begin
                        bit_count <= bit_count + 1;
                        if (bit_count == 4'd8) begin
                            state <= ACK;
                            bit_count <= 4'd0;
                        end
                    end
                end
            ACK:
                begin
                    if (scl == 1'b0) begin
                        if (read) begin
                            state <= START;
                            bit_count <= 4'd0;
                        end else begin
                            state <= STOP;
                            bit_count <= 4'd0;
                        end
                    end
                end
            NACK:
                begin
                    if (scl == 1'b0) begin
                        state <= STOP;
                        bit_count <= 4'd0;
                    end
                end
            STOP:
                begin
                    if (scl == 1'b0) begin
                        scl <= 1'b1;
                        busy <= 1'b0;
                        state <= COMPLETE;
                    end
                end
            COMPLETE:
                begin
                    if (start) begin
                        state <= START;
                        scl <= 1'b0;
                        shift_reg <= {7'b1111110, 1'b0};
                        bit_count <= 4'd0;
                        busy <= 1'b1;
                    end else begin
                        state <= IDLE;
                    end
                end
        endcase

        case (state)
            IDLE, START, STOP:
                data_out <= 1'b0;
            ADDR, DATA:
                data_out <= shift_reg[bit_count];
            ACK, NACK:
                data_out <= 1'b1;
        endcase

        if (scl == 1'b1 && state == ADDR && bit_count == 4'd7) begin
            if (sda == 1'b1) begin
                state <= NACK;
            end
        end

        if (scl == 1'b1 && state == DATA && bit_count == 4'd8) begin
            if (sda == 1'b1) begin
                state <= NACK;
            end
        end

        if (scl == 1'b1 && state == ACK) begin
            if (sda == 1'b1) begin
                state <= NACK;
            end else begin
                shift_reg <= {shift_reg[6:0], sda};
                bit_count <= bit_count + 1;
            end
        end
    end
end

endmodule

在本示例中，我们使用了一个有限状态机来实现 I2C 主机。该状态机有八个状态：IDLE、START、ADDR、DATA、ACK、NACK、STOP 和 COMPLETE。当 start 信号为高时，我们开始一个数据传输。在 IDLE 状态下，busy 信号为低，表示当前没有数据传输。当 start 信号变为高时，我们将 state 状态切换为 START，并且将 busy 信号置为高，表示数据传输已经开始。在 START 状态下，我们将 scl 时钟线拉低，并将 sda 数据线拉低，以发送起始位。在 ADDR 状态下，我们将 addr 地址位放入移位寄存器中。在 DATA 状态下，我们将 data_in 数据位放入移位寄存器中。在 ACK 状态下，我们等待从机发送应答信号。在 NACK 状态下，我们等待从机发送非应答信号。在 STOP 状态下，我们将 scl 时钟线拉高，并将 sda 数据线拉高，以发送停止位。在 COMPLETE 状态下，我们重新回到 IDLE 状态，以准备进行下一个数据传输。

需要注意的是，上述 Verilog 代码示例仅为 I2C 主机的实现。在完整的 I2C 通信系统中，还需要包括从机的实现，以及其他必要的信号和控制逻辑。