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FPGA iic的程序与工程,基于vivado实现,包括完整的代码+工程,可以直接运行
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上传者:
55568517
|
上传时间: 2025-06-03 06:59:53
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文件大小: 744B
|
文件类型: ZIP
FPGA
IIC
在电子设计领域,FPGA(Field-Programmable Gate Array)是一种可编程逻辑器件,它允许用户根据需求自定义硬件电路。IIC(Inter-Integrated Circuit),也称为I²C,是飞利浦公司(现NXP半导体)推出的一种多主控、多从设备通信协议,常用于低速外设如EEPROM、传感器等的接口设计。本教程将重点讲解如何在FPGA中实现IIC协议,并基于Xilinx的Vivado工具进行开发。 IIC协议的核心在于其简单的总线结构,由两条线构成:SCL(Serial Clock)时钟线和SDA(Serial Data)数据线。协议规定了开始条件、停止条件、应答位、数据传输等规则。在FPGA实现IIC协议时,通常会用到以下关键组件: 1. **时钟发生器**:负责产生符合IIC协议的时钟信号,通常需要有特定的时序控制,如90度相位偏移。 2. **数据收发器**:接收来自SDA线的数据,并将其转化为内部逻辑可以处理的形式;同时,将内部逻辑产生的数据编码并发送到SDA线。 3. **地址识别模块**:IIC协议中,每个从设备都有一个7位的唯一地址,该模块用于识别目标设备地址。 4. **命令/数据序列器**:按照IIC协议规定的格式,序列化读写操作的命令字节和数据字节。 5. **应答检测**:检测从设备是否正确接收数据,通过读取SDA线在时钟下降沿的电平变化来判断。 6. **开始/停止条件生成器**:在适当的时间产生开始和停止条件,控制IIC通信的起始和结束。 Vivado是Xilinx提供的集成开发环境,集成了设计输入、仿真、综合、布局布线、编程等多个功能。在Vivado中实现IIC协议,你需要完成以下步骤: 1. **创建项目**:在Vivado中新建工程,选择适当的FPGA型号和工作频率。 2. **设计输入**:编写Verilog或VHDL代码,实现上述的IIC协议组件。 3. **仿真验证**:编写测试平台,模拟IIC总线和其他设备的行为,验证IIC模块的功能。 4. **综合与布局布线**:Vivado会自动将高级语言代码转换为逻辑门电路,并优化布局布线,以适应FPGA资源。 5. **下载与验证**:将编译后的配置文件下载到FPGA,通过实际连接的IIC设备测试其功能。 本教程提供的"eeprom_iic"工程包含了完整的代码和Vivado工程,可以直接运行。这有助于初学者快速理解和实践FPGA中的IIC通信。其中,EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)是一种非易失性存储器,常作为FPGA的配置存储或用于保存系统设置。在IIC协议下,可以读写EEPROM中的数据,实现数据的存储和检索。 通过这个FPGA IIC工程,你可以深入理解IIC通信协议,掌握如何在FPGA中实现这种通信机制,以及如何利用Vivado工具进行开发。这对于学习嵌入式系统、数字逻辑设计以及FPGA应用具有重要的实践价值。
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