FPGA入门：I2C通信详解与AT24C08实操

本篇文章主要针对零基础学习者讲解如何在FPGA（Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）上使用Verilog语言实现I2C（Inter-Integrated Circuit，一种全双工、双向的串行总线）通信技术。I2C总线作为一种广泛应用在微电子通信领域的标准，以其接口简单、控制简易、封装小巧和高通信速率等特性而被广泛采纳。 文章首先介绍了I2C的基本概念，包括其工作原理，以及在主从架构中的应用，即多个兼容设备通过统一的地址机制进行通信。作者以E2PROM（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，可擦除的只读存储器）芯片AT24C08为例，详细阐述了器件地址的设定，其中前四位固定，后三位可编程，通过设置这些地址来区分不同的通信对象。 接着，文章详细讲解了AT24C08的写时序，涉及SCL（Serial Clock）线的作用，该线负责同步数据传输，根据芯片的工作频率范围（100kHz到400kHz），在FPGA的50MHz频率下，需要进行分频以匹配I2C的标准频率。作者展示了分频电路的代码，确保在SCL低电平期间数据可以写入，而在高电平期间保持数据稳定以便于读取。 此外，文章提到了START信号的发送，即在SCL高电平时，SDA（Serial Data）线从高电平跳变到低电平，标志着一次通信的开始。这个过程对于理解和实现I2C通信至关重要，因为它确定了数据传输的起始点。 在整个过程中，作者强调了Verilog编程在实现I2C通信中的应用，这对于那些初次接触FPGA和I2C通信的读者来说，是一次实战操作的详细教程，帮助他们理解并掌握这一技术。通过实际代码展示和理论结合的方式，这篇文章为初学者提供了一个清晰的学习路径，让他们能够逐步构建自己的I2C通信模块并在FPGA上运行。