i2c.vhd

CPLD器件的4种实际应用列子。欢迎下载并评价。

-- I2C总线是一种非常常用的串行总线，它操作简便，占用接口少。本程序介绍操作一个I2C总线接口的EEPROM AT24C02
-- 的方法，使用户了解I2C总线协议和读写方法。
-- 实验过程是：按动开发板键盘某个键CPLD将拨码开关的数据写入EEPROM的某个地址，按动另外一个键，将刚写入的数据
-- 读回CPLD，并在数码管上显示。（ 按sw0写拨码 开关值入24c02,按sw1读出数值在数码管上显示
-- 为了更好的理解程序，用户应该仔细阅读光盘中的AT24C02的手册
-- 
library IEEE;
use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
use IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;
use IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;

ENTITY i2c IS
   PORT (
      clk                     : IN std_logic;   
      rst                     : IN std_logic;   
      data_in                 : IN std_logic_vector(3 DOWNTO 0);   
      scl                     : OUT std_logic;    --I2C时钟线
      sda                     : INOUT std_logic;  --I2C数据线 
      wr_input                : IN std_logic;     --拨码开关输入想写入EEPROM的数据
      rd_input                : IN std_logic;     --要求写的输入
      lowbit                  : OUT std_logic;    --要求读的输入
      en                      : OUT std_logic_vector(1 DOWNTO 0);   --输出一个低电平给矩阵键盘的某一行
      seg_data                : OUT std_logic_vector(7 DOWNTO 0)); --  数码管使能
END i2c;

ARCHITECTURE translated OF i2c IS


   SIGNAL seg_data_buf             :  std_logic_vector(7 DOWNTO 0);   
   SIGNAL cnt_scan                 :  std_logic_vector(11 DOWNTO 0);   
   SIGNAL sda_buf                  :  std_logic;   --sda输入输出数据缓存
   SIGNAL link                     :  std_logic;   -- sda输出标志
   --一个scl时钟周期的四个相位阶段，将一个scl周期分为4段
   --phase0对应scl的上升沿时刻，phase2对应scl的下降沿时刻，phase1对应从scl高电平的中间时刻，phase2对应从scl低电平的中间时刻，
   SIGNAL phase0                   :  std_logic;   
   SIGNAL phase1                   :  std_logic;   
   SIGNAL phase2                   :  std_logic;   
   SIGNAL phase3                   :  std_logic;   
   --phase0对应scl的上升沿时刻，phase2对应scl的下降沿时刻，phase1对应从scl高电平的中间时刻，phase2对应从scl低电平的中间时刻，
   SIGNAL clk_div                  :  std_logic_vector(7 DOWNTO 0);  --分频计数器 
   SIGNAL main_state               :  std_logic_vector(1 DOWNTO 0);   
   SIGNAL i2c_state                :  std_logic_vector(2 DOWNTO 0);--对i2c操作的状态   
   SIGNAL inner_state              :  std_logic_vector(3 DOWNTO 0);--i2c每一操作阶段内部状态   
   SIGNAL cnt_delay                :  std_logic_vector(19 DOWNTO 0); --按键延时计数器  
   SIGNAL start_delaycnt           :  std_logic;   --按键延时开始
   SIGNAL writeData_reg            :  std_logic_vector(7 DOWNTO 0);--要写的数据的寄存器   
   SIGNAL readData_reg             :  std_logic_vector(7 DOWNTO 0);--读回数据的寄存器   
   SIGNAL addr                     :  std_logic_vector(7 DOWNTO 0);--被操作的EEPROM字节的地址   
   CONSTANT  div_parameter         :  std_logic_vector(7 DOWNTO 0) := "01100100";--分频系数，AT24C02最大支持400K时钟速率    
   CONSTANT  start                 :  std_logic_vector(3 DOWNTO 0) := "0000";     --开始
   CONSTANT  first                 :  std_logic_vector(3 DOWNTO 0) := "0001";     --第1位
   CONSTANT  second                :  std_logic_vector(3 DOWNTO 0) := "0010";     --第2位
   CONSTANT  third                 :  std_logic_vector(3 DOWNTO 0) := "0011";    --第3位
   CONSTANT  fourth                :  std_logic_vector(3 DOWNTO 0) := "0100";     --第4位
   CONSTANT  fifth                 :  std_logic_vector(3 DOWNTO 0) := "0101";    --第5位
   CONSTANT  sixth                 :  std_logic_vector(3 DOWNTO 0) := "0110";     --第6位
   CONSTANT  seventh               :  std_logic_vector(3 DOWNTO 0) := "0111";     --第7位
   CONSTANT  eighth                :  std_logic_vector(3 DOWNTO 0) := "1000";    --第8位
   CONSTANT  ack                   :  std_logic_vector(3 DOWNTO 0) := "1001";    --确认位
   CONSTANT  stop                  :  std_logic_vector(3 DOWNTO 0) := "1010";    --结束位
   CONSTANT  ini                   :  std_logic_vector(2 DOWNTO 0) := "000";    --初始化EEPROM状态
   CONSTANT  sendaddr              :  std_logic_vector(2 DOWNTO 0) := "001";    --发送地址状态
   CONSTANT  write_data            :  std_logic_vector(2 DOWNTO 0) := "010";    --写数据状态