FPGA实现IIC通信：AT24C02读写详解

"FPGA在实现IIC通信时与AT24C02的交互知识" 在FPGA设计中，IIC（Inter-Integrated Circuit）总线是一种常用的串行通信协议，用于连接微控制器、传感器和其他电子设备。在这个场景中，FPGA通过IIC与AT24C02进行数据交换，AT24C02是一种256KB的EEPROM，广泛应用于存储小量数据。IIC协议允许在一个总线上挂载多个设备，通过唯一的7位器件地址来区分它们。 **IIC协议的基本概念** IIC协议包括两条线：SCL（Serial Clock）时钟线和SDA（Serial Data）数据线，都是双向的。通信过程由主设备（在这里是FPGA）控制时钟，从设备（如AT24C02）根据时钟线上的信号进行数据传输。 **AT24C02的特性** - 容量：256KB，分为32页，每页存储8字节数据。 - 地址结构：器件地址由前4位固定（1010），后3位（A2, A1, A0）由引脚电平决定，允许连接8个不同地址的AT24C02在同一IIC总线上。 **写入时序** 1. **字节写**：首先发送器件地址，然后是数据地址，最后是实际数据。器件回应ACK信号确认接收。 2. **多字节写**：连续写入多个字节，每次写入后数据地址自动递增，直到达到一页的字节数限制（8字节）。超过限制将覆盖前一页的数据。 **器件地址计算** 器件地址的最后3位（A2, A1, A0）可以根据连接的电平来设定，使得同一IIC总线上可以挂载8个不同的AT24C02，每个都有独特的7位地址。 **读取时序** 1. **读当前地址**：发送器件地址（读写位为1），从上次写操作后的地址读取数据，器件返回数据并发送ACK。 2. **随机读**：发送器件地址（读写位为1），然后指定数据地址，器件返回数据并发送ACK。 3. **连续读**：类似随机读，但需要在读取每个数据后重新发送起始信号，再次发送器件地址（读写位为1），连续读取多字节数据。 **注意事项** - ACK信号：由从设备（AT24C02）发出，低电平有效，确认收到数据或命令。 - 读写位：0表示写操作，1表示读操作，必须根据操作类型正确设置。 在实现FPGA中的IIC控制器时，需要精确地模拟这些时序，确保正确地发送和接收数据。调试过程中可能遇到各种问题，如信号同步、ACK检测错误等，需要耐心和细致地排查。理解IIC协议的细节以及AT24C02的特性对于成功实现通信至关重要。