CPLD实现的IIC总线通讯接口设计

"本文介绍了利用ALTERA公司的CPLD器件EPF10K10LC84-3设计IIC总线通信接口的方法，强调了这种实现相对于专用接口芯片的灵活性和配置便捷性。IIC总线是一种由PHILIPS公司开发的简单、双向二线制同步串行总线，适用于多种设备间的信息传输。尽管市场上已有专用IIC接口芯片，但存在地址范围有限、性能固定、功能单一等问题。通过CPLD实现IIC接口则能克服这些问题，提供高速、易于调试和在线配置的功能，缩短系统开发周期。文章详细阐述了IIC总线的数据传输规范，包括启动信号、地址码、数据字节、应答位和停止信号等，并展示了基于ISP的逻辑实现，包括启动与停止信号的生成、控制时钟以及数据的发送与接收。" 在IIC总线通信中，数据传输的关键在于其规范。一次完整的通信由启动信号开始，包括从机地址、读写信号，然后是数据的交换，最后由停止信号结束。在传输过程中，SCL线保持高电平时，SDA线上的数据必须稳定，每次发送一个字节数据后接收方需给出应答信号。IIC总线支持不同速率，从标准的100kbps到高速的400kbps，并对输入电平有明确要求。 CPLD（复杂可编程逻辑器件）在这里扮演了关键角色。ALTERA公司的EPF10K10LC84-3作为ISP（在系统编程）器件，能够实现IIC总线接口的逻辑功能。设计中，通过频率选择、控制逻辑和可变时钟，可以产生不同频率的时钟信号，适应不同的传输速度需求。一旦器件不再参与总线竞争，时钟线将被设置为高电平状态。 图2所示的逻辑功能框图揭示了CPLD如何实现IIC通讯。启动与停止信号的生成是通过启动信号生成器来完成的，接着是地址和读写信号的发送。接收数据时，ISP器件会等待启动信号，然后按照IIC协议进行后续操作。在数据传输过程中，ISP器件会监控SDA线，确保在正确时刻稳定数据，并检测接收方的应答信号，以确保通信的正确进行。 总结来说，本文详尽地探讨了使用CPLD实现IIC总线通信接口的设计原理和实现方法，突出了这种方法在灵活性、可配置性和系统开发效率方面的优势。这对于需要自定义IIC通信功能或扩展现有系统能力的电子工程师来说，具有很高的参考价值。