lm75a温度传感器 fpga

### 实现 LM75A 温度传感器接口设计

#### 设计概述
为了在 FPGA 上实现与 LM75A 的通信，主要依赖于 I2C 协议来读取温度数据。LM75A 使用 Σ-△模数转换技术将模拟温度信号转化为数字形式，并通过 I2C 接口传输给外部设备[^2]。

#### Verilog 代码示例
下面展示了一个简单的 Verilog 模块用于初始化和配置 I2C 总线以及从 LM75A 获取温度测量值：

module lm75a_interface(
    input wire clk,
    input wire rst_n,
    
    output reg scl,
    inout wire sda,

    output reg [7:0] temperature_data
);

// 定义状态机的状态
typedef enum logic [2:0] {
    IDLE, START, ADDR_W, REG_ADDR, STOP_R, DATA_READ, DONE
} state_t;

state_t current_state;
wire i2c_done;
reg [6:0] addr = 7'b1001000; // 默认地址为 0x48 (1001000)

always @(posedge clk or negedge rst_n) begin
    if (!rst_n) begin
        current_state <= IDLE;
        scl <= 1;
        sda <= 1;
        temperature_data <= 8'hFF;
    end else case(current_state)
        IDLE : begin
            if(i2c_start_condition()) begin
                current_state <= START;
            end
        end
        
        START : begin
            start_i2c();
            current_state <= ADDR_W;
        end
    
        ADDR_W : begin
            send_address(addr);
            wait_acknowledge();
            current_state <= REG_ADDR;
        end
    
        REG_ADDR : begin
            write_register(8'd0); // 写入寄存器指针到温度寄存器
            stop_i2c();
            current_state <= STOP_R;
        end
    
        STOP_R : begin
            repeat(2) @ (posedge clk);
            start_i2c();
            current_state <= DATA_READ;
        end
    
        DATA_READ : begin
            read_temperature();
            temperature_data <= received_byte;
            current_state <= DONE;
        end
    
        DONE : ;
        
        default : current_state <= IDLE;
    endcase
end

function void start_i2c();
    // 启动条件逻辑...
endfunction

function void stop_i2c();
    // 停止条件逻辑...
endfunction

task automatic send_address(input [6:0] address);
    // 发送地址函数体...
endtask

task automatic write_register(input [7:0] data);
    // 写入寄存器操作...
endtask

task automatic read_temperature(output reg [7:0] temp);
    // 读取温度的操作...
endtask

initial begin
    // 初始化设置...
end

endmodule

此模块实现了基本的功能框架，具体细节如 `start_i2c()`, `stop_i2c()` 等子程序需根据实际硬件平台进一步完善。此外，在某些情况下可能还需要处理错误情况或超时等问题[^4]。