I2C總線通訊接口器件的CPLD實(shí)現(xiàn)

2.2 發(fā)送數(shù)據(jù)

在主機(jī)方式下，完成啟動(dòng)和地址信號(hào)發(fā)送后即開(kāi)始發(fā)送數(shù)據(jù)。發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)并串轉(zhuǎn)換器在SCL的下降沿移位，保證SCL高電平時(shí)SDA上的數(shù)據(jù)穩(wěn)定。發(fā)送的進(jìn)程由WR信號(hào)和從機(jī)的應(yīng)答信號(hào)啟動(dòng)。當(dāng)ISP器件在總線競(jìng)爭(zhēng)失敗時(shí)，由處理器將ISP器件轉(zhuǎn)為從機(jī)工作方式，處理器向地址檢測(cè)電路送該器件在系統(tǒng)中的地址。只有在接收到的地址信息與該器件所設(shè)的地址相同時(shí)，才發(fā)出應(yīng)答信號(hào)，開(kāi)始通訊。每發(fā)送一個(gè)字節(jié)即將SDA拉高，等待接收機(jī)的應(yīng)答信號(hào)，準(zhǔn)備下一個(gè)數(shù)據(jù)。

2.3 接收數(shù)據(jù)

在主機(jī)方式下，完成通訊啟動(dòng)和地址信號(hào)發(fā)送后便開(kāi)始準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)。每接收一個(gè)字節(jié)后要發(fā)出應(yīng)答信號(hào)，產(chǎn)生一個(gè)負(fù)脈沖作為中斷請(qǐng)求信號(hào)輸出給處理器。若此時(shí)系統(tǒng)忙，則拉低SCL電平迫使發(fā)送機(jī)進(jìn)入等待狀態(tài)。從機(jī)方式下的接收與主機(jī)方式下一樣。VHDL描述如下： PROCESS（SDA1） SACK：="0"； FULL1：="0"； STP：="0"； INTQ：="1"； IF（CSTA="1" AND ADDOK="1"）THEN IF（SCL"1"EVENT AND SCL1="0"）THEN ……――接收數(shù)據(jù)，串入并出移位（略） FULL1：="1"； END IF； END IF； IF（FULL1="1"）THEN IF（RD"EVENT AND RD="1"AND SCL1"EVENT AND SCL1="0 AND BUSY="0"）THEN SDA1：="0"； FULL：="0"； INTQ：="0"； ELSE SDA1：="1"； IF（CLK1"EVENT AND CLK="0" AND FULL1="0"）THEN IF（CLK1COUNT"20"）THEN INTQ：="1"； CLK1COUNT:="0"； ELSE CLK1COUNT：=CLK1COUNT+1； END IF； END IF； IF（SLAVE="1" AND SCL="1" AND SDA "EVENT AND SDA="1"）THEN STP：="1"； CSTA：="0"； END IF； END IF； END PROCESS；

2.4 總線仲裁

在通訊過(guò)程中，ISP器件在發(fā)送數(shù)據(jù)的同時(shí)接收總線上的數(shù)據(jù)，將該數(shù)據(jù)與已送的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，若不相同則置位狀態(tài)發(fā)生器的SLAVE，表示該主機(jī)退出競(jìng)爭(zhēng)。通過(guò)處理給控制寄存器發(fā)送控制字可以讓ISP器件轉(zhuǎn)入從機(jī)工作方式。這時(shí)啟動(dòng)地址檢測(cè)，禁止SCL的發(fā)送。在一次通訊結(jié)束后，將狀態(tài)生成器的END置位，此時(shí)處理器可以再次將ISP器件設(shè)置為主機(jī)方式。

2.5 控制寄存器與狀態(tài)生成器

控制寄存器主要是定義ISP器件的工作狀態(tài)，其各位的定義為： BUSY 　 CLKEN CLKS2 CLKS1 STA STP M/S BUSY：若該位為"1"，主機(jī)作為接收機(jī)時(shí)，不發(fā)應(yīng)答信號(hào)； STA：?jiǎn)?dòng)信號(hào)位； STP：停止信號(hào)位； M/S：主從機(jī)位，用于選擇芯片工作狀態(tài)（主機(jī)還是從機(jī)）； CLKS1、CLKS2：頻選控制位； CLKEN：SCL使能位，該位為1時(shí)SCL置高電平。狀態(tài)生成器可以生成工作狀態(tài)信號(hào)（中斷、IIC總線競(jìng)爭(zhēng)、從機(jī)方式時(shí)通訊開(kāi)始與結(jié)束）供處理器查詢[FS:PAGE]處理。

3 參數(shù)配置

該器件可以配置為從100kbps（標(biāo)準(zhǔn)）到400kbps（高速）的任何傳送速度，以滿足不同的需要。只需在VHDL（描述的結(jié)構(gòu)體中指明配置的參數(shù)即可實(shí)現(xiàn)配置，非常方便。本設(shè)計(jì)只使用一片可編程芯片即可完成IIC總線接口的芯片功能。由于采用VHDL-93語(yǔ)言進(jìn)行設(shè)計(jì)，具有良好的可移植性，可用于其它ISP廠家的產(chǎn)品中。通過(guò)ByteBlast下載線可以在線改變其功能，體現(xiàn)了CPLD中的ISP器件的優(yōu)越性。