基于FPGA的IIC接口设计与实现.doc

摘要:随着数字电子技术的飞速发展，现场可编程门阵列（FPGA）凭借灵活的设计、快速的传输速度等优点，在数字专用集成电路中被普遍使用，成为数字电子及技术的核心技术。并且在嵌入式体系计划范畴中，以FPGA为中间的可编程逻辑设备已占有着很重的分量。IIC总线是Philips公司开创的串行总线，实现芯片与芯片之间的连接功能。IIC总线作为现今通用的总线技术，之所以能直接将多个器件用导线连接起来而不要特定的插座，是因为它的连接线使用少，而且布局简单，传输速度快，所以使用IIC总线能使体系的硬件设计变得更简单，如今已经被普遍使用在时钟、EEPROM等接口和设备中。

本文先简单讲述了IIC总线的研究意义和现状，接着对总线的基本协议以及工作原理进行了深入的研究，然后在此基础上，重点讲述了基于FPGA的IIC总线接口的软件与硬件设计并分析每个模块的设计，最后用Verilog HDL编写的程序对接口设计进行运行，得出仿真结果。

关键词：FPGA；IIC接口；Verilog HDL；数据传输

目录

摘要

ABSTRACT

第一章  绪论-1

1.1课题研究的背景及意义-1

1.2研究领域的现状-1

1.3本文的内容及安排-2

第二章  IIC总线规范研究-3

2.1IIC总线简述-3

2.1.1IIC总线按宋体、小四号的构成-3

2.1.2 IIC总线的特点-3

2.2 IIC总线的工作原理-4

2.2.1 IIC总线的信号类型及时序-4

2.2.2 IIC总线的数据传输-6

2.3 IIC总线的数据传输模式-7

2.3.1 寻址字节-7

2.3.2 写操作-8

2.3.3 读操作-8

第三章  硬件设计-9

3.1硬件设计及电路原理图-9

3.2 各个模块硬件设计-11

3.2.1 按键消抖模块设计-11

3.2.2 IIC总线接口模块设计-11

3.2.3 分频模块设计-12

3.2.4 数码管显示模块设计-12

第四章  软件设计-14

4.1 FPGA的简介-14

4.2 IIC总线接口的状态机设计-14

4.1.1 Verilog HDL的简介-14

4.1.2 状态机设计-14

第五章  仿真和总结-16

5.1准备工作-16

5.2仿真结果-17

5.3总结-18

结束语-19

致  谢-20

参考文献-21

附录-22