Verilog实现I2C接口EEPROM读写：FPGA开发实用示例

本篇文章主要介绍了如何使用I2C接口在FPGA开发中进行EEPROM的读写操作。I2C（Inter-Integrated Circuit）是一种简单的双向二线串行通信接口，适用于微控制器与外部设备之间的通信，如EEPROM（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory），它是一种非易失性的半导体存储器，常用于存储各种数据。 文章的核心部分首先定义了所需的输入和输出信号，如系统时钟(clk50m)、复位信号(rst_n)、IIC使能(iic_en)、器件选择地址(cs_bit)、数据读写地址(address)以及数据输入/输出(write_data/read_data)、时钟(scl)、数据总线(sda)、读写完成标志(done)等。这些信号构成了I2C通信的基本组件。 接下来，文章展示了控制器状态机的设计，它包含了16种不同的状态，涵盖了I2C协议的各个阶段，包括Idle（空闲）、Wr_start（写操作启动）、Wr_ctrl（写控制）至Stop（停止）。这些状态代表了I2C传输的不同步骤，如地址的发送、数据的交换、确认信号的等待以及通信结束。 具体到代码实现，有如下的关键部分： 1. 在Wr_data和Rd_data状态下，写入或读取数据。当write信号有效时，将write_data写入EEPROM，而在read信号有效时，将read_data从EEPROM读取。 2. 控制信号sda_en被连接到数据总线寄存器regsda_reg，通过这个信号，状态机可以根据当前的状态决定何时驱动数据总线，例如在Wr_data状态时，如果数据准备好，sda_en会被设置为高电平，以便将数据写入EEPROM。 整个过程遵循了I2C协议的规范，包括起始信号的发送、地址的寻址、数据的传输以及确认信号的处理。这对于学习和理解如何在FPGA中利用I2C接口进行EEPROM的操作具有很高的参考价值，有助于开发人员实现低功耗、高效的嵌入式系统设计。同时，这份代码也为其他想使用I2C技术的开发者提供了清晰的实现步骤和状态管理策略。