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電子發燒友網>電子資料下載>可編程邏輯>FPGA/ASIC>使用FPGA實現I2C總線主機控制器的應用實例資料免費下載

使用FPGA實現I2C總線主機控制器的應用實例資料免費下載

2019-08-19 | pdf | 1.83 MB | 次下載 | 5積分

資料介紹

  在以51單片機為核的小型電路設計中,沒有足夠的I/O端口與內部時鐘中斷實現I2C總線功能。本文運用VHDL語言對FPGA進行必要的編程,在不影響51單片機地址分配的同時能夠將8位并行數據轉化為符合I2C總線協議的串行數據,實現I2C主機控制器功能。同時,應用MaxPlus軟件對設計進行時序仿真,分析設計可行性與存在的不足,該設計能夠滿足預定目標,拓展FPGA應用。

  I2C總線是一種常見的數據總線格式,在電路設計中經常使用,其優點是接口結構簡單,數據傳輸快,實現簡單。但是,在以 51單片機為核的小型電路設計中,沒有專門的I2C總線控制端口,因此迫切需要找到一種能夠實現I2C總線主機控制器的設計方案。本文在51單片機數據總線與地址總線的復用的基礎上,對FPGA進行適當編程,實現I2C主機控制器功能。該方案取代了使用專門的I2C總線轉換芯片的方法,節約了成本,同時能夠滿足地址總線的有效分配,拓展了FPGA的應用范圍。通過運用MaxPlus軟件對FPGA器件進行時序仿真后,分析了確認原該電路邏輯正確,實現的可行性。進而驗證了該方法是可行的。

  I2C總線協議簡介與VHDL語言簡介

  I2C總線以SDA由高到低電平作為起始條件,依次發送從機地址(7位地址或10位地址),與8位串行數據信息,以SDA由低到高電平作為結束條件。7位地址主機數據傳輸格式如圖1所示。

  VHDL語言是進行大型FPGA工程設計時最常用的硬件編程語言。VHDL采用IEEE的標準,語法簡單,通俗易懂。

  I2C總線主機控制器實現原理分析在51單片機地址總線與讀/寫信號的共同控制下,接通FPGA內部片選信號,對8位并行數據進行鎖存,選通I2C功能模塊。I2C功能模塊將并行數據轉換為符合I2C總線協議的串行數據,并將忙/閑信號反饋給上級。三個模塊均用VHDL硬件語言編寫[3],FPGA內部電路原理如圖2所示。

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