基于Nios II的AT24C02接口電路設(shè)計

2．2 AT24C02A器件讀寫時序
圖2為寫(讀)AT24C02A器件中指定地址存儲單元的數(shù)據(jù)幀格式，圖2(a)為寫操作的幀格式，(b)為讀操作幀格式。要想把一個字節(jié)數(shù)據(jù)發(fā)送到器件中(或從器件中讀取一個字節(jié)數(shù)據(jù))除了給出具體的地址信息之外，還要給出該器件的控制信息：首先由控制器發(fā)出“啟動”信號，啟動I2C總線的通信，然后發(fā)送一個控制字節(jié)，前7位為器件的片選地址，最后1位為讀寫控制位，“0”表示寫，“1”表示讀。當(dāng)傳完控制字節(jié)之后，掛在I2C總線的所有的器件比較控制字節(jié)片選地址(前7位)是否與自已的物理地址一致，如一致，則發(fā)一個應(yīng)答信號?？刂破鹘邮盏綉?yīng)答信號之后，再發(fā)器件內(nèi)部存儲單元地址和其他的信息。

3 AT24C02A讀寫控制接口設(shè)計
3．1 寄存器組定義
為了實現(xiàn)NiosⅡI能與外部設(shè)備進(jìn)行交換數(shù)據(jù)，首先要在AT24C08讀寫控制接口中定義寄存器，包括數(shù)據(jù)寄存器、狀態(tài)寄存器和控制寄存器。表4-1AT24C02A讀寫控制器內(nèi)部寄存器定義的情況：State_Re為此接口電路的狀態(tài)寄存器，最低位有效，用來表示接口電路的狀態(tài)，“1”表示接口處于“忙”狀態(tài)中，此時表示接口正處于讀寫外部設(shè)備(AT24C02A)中，不能對此控制接口進(jìn)行操作，只到接口處于“0”狀態(tài)時為止；Address_Re為數(shù)據(jù)寄存器，用于存放NiosⅡ要訪問AT24C02A器件內(nèi)部單元的地址數(shù)據(jù)；Control_Re為控制寄存器，控制著接口電路啟動或停止，“1”為啟動，“0”停止；Data_Re為數(shù)據(jù)寄存器，用于存放傳輸?shù)臄?shù)據(jù)；Con_r／w_Re為控制寄存器，控制數(shù)據(jù)的傳輸方向，高電平為讀(輸入)，低電平為寫(輸出)。

3．2 邏輯功能模塊設(shè)計
在接口電路中，除了定義接口電路的寄存器組之外，還要利用硬件描述語言來描述接口電路要實現(xiàn)的功能，即邏輯功能模塊的設(shè)計。接口電路要完成的主要功能是，用接口電路產(chǎn)生如圖3所示的時序，成功讀寫外部存儲器件。在本設(shè)計中，采用了有限狀態(tài)機(jī)來實現(xiàn)這一功能，圖4為本設(shè)計的各個狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換狀態(tài)圖：當(dāng)NiosⅡ要交換數(shù)據(jù)時，首先要讀State_Re的值，并判定電路是否為“空閑”狀態(tài)，只有狀態(tài)機(jī)處在空閑狀態(tài)，才允許進(jìn)行一次讀寫操作，并修改狀態(tài)寄存器的值為“忙”狀態(tài)；當(dāng)完成一次讀寫操作時，修改狀態(tài)寄存器的值為“閑”狀態(tài)。