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導(dǎo)讀
I2C（Inter-Integrated Circuit），其實是?I2C?Bus 簡稱，中文就是集成電路總線，它是一種串行通信總線，使用多主從架構(gòu)，由飛利浦公司在1980年代為了讓主板、嵌入式系統(tǒng)或手機(jī)用以連接低速周邊設(shè)備而發(fā)展。I2C的正確讀法為“I平方C”（"I-squared-C"），而“I二C”（"I-two-C"）則是另一種錯誤但被廣泛使用的讀法。自2006年10月1日起，使用 I2C 協(xié)議已經(jīng)不需要支付專利費，但制造商仍然需要付費以獲取 I2C 從屬設(shè)備地址。
I2C?簡單來說，就是一種串行通信協(xié)議，I2C的通信協(xié)議和通信接口在很多工程中有廣泛的應(yīng)用，如數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域的串行 AD，圖像處理領(lǐng)域的攝像頭配置，工業(yè)控制領(lǐng)域的 X 射線管配置等等。除此之外，由于?I2C?協(xié)議占用的 IO 資源特別少，連接方便，所以工程中也常選用?I2C?接口做為不同芯片間的通信協(xié)議。I2C?串行總線一般有兩根信號線，一根是雙向的數(shù)據(jù)線SDA，另一根是時鐘線SCL。所有接到?I2C?總線設(shè)備上的串行數(shù)據(jù)SDA都接到總線的SDA上，各設(shè)備的時鐘線SCL接到總線的SCL上。
在現(xiàn)代電子系統(tǒng)中，有為數(shù)眾多的 IC 需要進(jìn)行相互之間以及與外界的通信。為了簡化電路的設(shè)計，Philips 公司開發(fā)了一種用于內(nèi)部 IC 控制的簡單的雙向兩線串行總線?I2C（Intel-Integrated Circuit bus）。1998 年當(dāng)推出?I2C?總線協(xié)議 2.0 版本時，I2C?協(xié)議實際上已經(jīng)成為一個國際標(biāo)準(zhǔn)。
在進(jìn)行 FPGA 設(shè)計時，經(jīng)常需要和外圍提供?I2C?接口的芯片通信。例如低功耗的 CMOS 實時時鐘／日歷芯片 PCF8563、LCD 驅(qū)動芯片 PCF8562、并行口擴(kuò)展芯片 PCF8574、鍵盤/LED 驅(qū)動器 ZLG7290 等都提供?I2C?接口。因此在 FPGA 中模擬?I2C?接口已成為 FPGA 開發(fā)必要的步驟。
本篇將詳細(xì)講解在 FPGA 芯片中使用 VHDL/Verilog HDL 模擬?I2C?協(xié)議，以及編寫 TestBench仿真和測試程序的方法。
第三篇內(nèi)容摘要：本篇會介紹程序的仿真與測試，包括主節(jié)點的仿真、從節(jié)點的仿真、仿真主程序、仿真結(jié)果以及總結(jié)等相關(guān)內(nèi)容。
四、程序的仿真與測試
I2C 協(xié)議的模擬程序完成后，還需要通過仿真程序?qū)Τ绦虻墓δ苓M(jìn)行測試。對本程序的仿真包括 3 個部分：第一部分是主節(jié)點的仿真，模擬數(shù)據(jù)讀/寫；第二部分是從節(jié)點的仿真，模擬數(shù)據(jù)的接收和應(yīng)答；第三部分是仿真主程序，負(fù)責(zé)整個仿真過程的控制。
4.1 主節(jié)點的仿真
主節(jié)點仿真的內(nèi)容包括讀數(shù)據(jù)、寫數(shù)據(jù)和比較數(shù)據(jù) 3 部分，代碼如下：
`include "timescale.v"http://模塊定義module wb_master_model(clk, rst, adr, din, dout, cyc, stb, we, sel, ack, err, rty); //參數(shù) parameter dwidth = 32; parameter awidth = 32; //輸入、輸出 input clk, rst; output [awidth -1:0] adr; input [dwidth -1:0] din; output [dwidth -1:0] dout; output cyc, stb; output we; output [dwidth/8 -1:0] sel; input ack, err, rty; //WIRE 定義 reg [awidth -1:0] adr; reg [dwidth -1:0] dout; reg cyc, stb; reg we; reg [dwidth/8 -1:0] sel; reg [dwidth -1:0] q; // 存儲邏輯 //初始化 initial begin adr = {awidth{1'bx}}; dout = {dwidth{1'bx}}; cyc = 1'b0; stb = 1'bx; we = 1'hx; sel = {dwidth/8{1'bx}}; #1; end // 寫數(shù)據(jù)周期 task wb_write; input delay; integer delay; input [awidth -1:0] a; input [dwidth -1:0] d; begin // 延遲 repeat(delay) @(posedge clk); // 設(shè)置信號值 #1; adr = a; dout = d; cyc = 1'b1; stb = 1'b1; we = 1'b1; sel = {dwidth/8{1'b1}}; @(posedge clk); // 等待從節(jié)點的應(yīng)答信號 while(~ack) @(posedge clk); #1; cyc = 1'b0; stb = 1'bx; adr = {awidth{1'bx}}; dout = {dwidth{1'bx}}; we = 1'hx; sel = {dwidth/8{1'bx}}; end endtask // 讀數(shù)據(jù)周期 task wb_read; input delay; integer delay; input [awidth -1:0]a; output [dwidth -1:0] d; begin // 延遲 repeat(delay) @(posedge clk); // 設(shè)置信號值 #1; adr = a; dout = {dwidth{1'bx}}; cyc = 1'b1; stb = 1'b1; we = 1'b0; sel = {dwidth/8{1'b1}}; @(posedge clk); // 等待從節(jié)點應(yīng)答信號 while(~ack) @(posedge clk); #1; cyc = 1'b0; stb = 1'bx; adr = {awidth{1'bx}}; dout = {dwidth{1'bx}}; we = 1'hx; sel = {dwidth/8{1'bx}}; d = din; end endtask // 比較數(shù)據(jù) task wb_cmp; input delay; integer delay; input [awidth -1:0] a; input [dwidth -1:0] d_exp; begin wb_read (delay, a, q); if (d_exp !== q)??????? ?????$display("Data?compare?error. ?Received?%h,?expected?%h? at?time?%t",?q,?d_exp,$time); end endtaskendmodule
4.2 從節(jié)點的仿真
從節(jié)點仿真程序需要模擬從主節(jié)點接收數(shù)據(jù)，并發(fā)出應(yīng)答信號，代碼如下：
`include "timescale.v"http://模塊定義module i2c_slave_model (scl, sda); // 參數(shù) // 地址 parameter I2C_ADR = 7'b001_0000; // 輸入、輸出 input scl; inout sda; // 變量申明 wire debug = 1'b1; reg [7:0] mem [3:0]; // 初始化內(nèi)存 reg [7:0] mem_adr; // 內(nèi)存地址 reg [7:0] mem_do; // 內(nèi)存數(shù)據(jù)輸出 reg sta, d_sta; reg sto, d_sto; reg [7:0] sr; // 8 位移位寄存器 reg rw; // 讀寫方向 wire my_adr; // 地址 wire i2c_reset; // RESET 信號 reg [2:0] bit_cnt; wire acc_done; // 傳輸完成 reg ld; reg sda_o; wire sda_dly; // 狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)定義 parameter idle = 3'b000; parameter slave_ack = 3'b001; parameter get_mem_adr = 3'b010; parameter gma_ack = 3'b011; parameter data = 3'b100; parameter data_ack = 3'b101; reg [2:0] state; // 模塊主體 //初始化 initial begin sda_o = 1'b1; state = idle; end // 產(chǎn)生移位寄存器 always @(posedge scl) sr <= #1 {sr[6:0],sda}; //檢測到訪問地址與從節(jié)點一致 assign my_adr = (sr[7:1] == I2C_ADR); //產(chǎn)生位寄存器 always @(posedge scl) if(ld) bit_cnt <= #1 3'b111; else bit_cnt <= #1 bit_cnt - 3'h1; //產(chǎn)生訪問結(jié)束標(biāo)志 assign acc_done = !(|bit_cnt); // sda 延遲 assign #1 sda_dly = sda; //檢測到開始狀態(tài) always @(negedge sda) if(scl) begin sta <= #1 1'b1; if(debug) $display("DEBUG i2c_slave; start condition detected at %t", $time); end else sta <= #1 1'b0; always @(posedge scl) d_sta <= #1 sta; // 檢測到停止?fàn)顟B(tài)信號 always @(posedge sda) if(scl) begin sto <= #1 1'b1; if(debug) $display("DEBUG i2c_slave; stop condition detected at %t", $time); end else sto <= #1 1'b0; //產(chǎn)生 I2C 的 RESET 信號 assign i2c_reset = sta || sto; // 狀態(tài)機(jī) always @(negedge scl or posedge sto) if (sto || (sta && !d_sta) ) begin state <= #1 idle; // reset 狀態(tài)機(jī) sda_o <= #1 1'b1; ld <= #1 1'b1; end else begin // 初始化 sda_o <= #1 1'b1; ld <= #1 1'b0; case(state) idle: // idle 狀態(tài) if (acc_done && my_adr) begin state <= #1 slave_ack; rw <= #1 sr[0]; sda_o <= #1 1'b0; // 產(chǎn)生應(yīng)答信號 #2; if(debug && rw) $display("DEBUG?i2c_slave;? command?byte?received?(read)?at?%t",$time); if(debug && !rw) $display("DEBUG?i2c_slave; ?command?byte?received?(write)?at?%t",$time); if(rw) begin mem_do <= #1 mem[mem_adr]; if(debug) begin #2?$display("DEBUG?i2c_slave;?data?block?read?%x?from address?%x?(1)",?mem_do,?mem_adr); #2?$display("DEBUG?i2c_slave;?memcheck?[0]=%x,?[1]=%x, [2]=%x",?mem[4'h0],?mem[4'h1],?mem[4'h2]); end end end slave_ack: begin if(rw) begin state <= #1 data; sda_o <= #1 mem_do[7]; end else state <= #1 get_mem_adr; ld <= #1 1'b1;? ?????????????????????? ??end??? ?????????????????????????? get_mem_adr: // 等待內(nèi)存地址 if(acc_done) begin state <= #1 gma_ack; mem_adr <= #1 sr; // 保存內(nèi)存地址 sda_o <= #1 !(sr <= 15); // 收到合法地址信號后發(fā)出應(yīng)答信號 if(debug) #1?$display("DEBUG?i2c_slave;?address?received. ?adr=%x,?ack=%b",sr,?sda_o); end gma_ack: begin state <= #1 data; ld <= #1 1'b1; end data: // 接收數(shù)據(jù) begin if(rw) sda_o <= #1 mem_do[7]; if(acc_done) begin state <= #1 data_ack; mem_adr <= #2 mem_adr + 8'h1; sda_o <= #1 (rw && (mem_adr <= 15) ); if(rw) begin #3 mem_do <= mem[mem_adr]; if(debug) #5?$display("DEBUG?i2c_slave;?data?block?read?%x?from address?%x?(2)",?mem_do,?mem_adr); ????????????????????????????????????end if(!rw) begin mem[ mem_adr[3:0] ] <= #1 sr; // store data in memory if(debug) #2?$display("DEBUG?i2c_slave;?data?block?write?%x?to address?%x",?sr,?mem_adr); end end end data_ack: begin ld <= #1 1'b1; if(rw) if(sda) // begin state <= #1 idle; sda_o <= #1 1'b1; end else begin state <= #1 data; sda_o <= #1 mem_do[7]; end else begin state <= #1 data; sda_o <= #1 1'b1; end end endcase end // 從內(nèi)存讀數(shù)據(jù) always @(posedge scl) if(!acc_done && rw) mem_do <= #1 {mem_do[6:0], 1'b1}; // 產(chǎn)生三態(tài) assign sda = sda_o ? 1'bz : 1'b0; // 檢查時序 wire tst_sto = sto; wire tst_sta = sta; wire tst_scl = scl; //指定各個信號的上升沿和下降沿 specify specparam normal_scl_low = 4700, normal_scl_high = 4000, normal_tsu_sta = 4700, normal_tsu_sto = 4000, normal_sta_sto = 4700, fast_scl_low = 1300, fast_scl_high = 600, fast_tsu_sta = 1300, fast_tsu_sto = 600, fast_sta_sto = 1300; $width(negedge scl, normal_scl_low); $width(posedge scl, normal_scl_high); $setup(negedge sda &&& scl, negedge scl, normal_tsu_sta); // 開始狀態(tài)信號 $setup(posedge scl, posedge sda &&& scl, normal_tsu_sto); // 停止?fàn)顟B(tài)信號 $setup(posedge tst_sta, posedge tst_scl, normal_sta_sto); endspecify endmodule
4.3 仿真主程序
仿真主程序完成主節(jié)點數(shù)據(jù)到從節(jié)點的控制，代碼如下：
`include "timescale.v"http://模塊定義module?tst_bench_top();
//連線和寄存器
reg clk;
reg rstn;
wire [31:0] adr;
wire [ 7:0] dat_i, dat_o;
wire we;
wire stb;
wire cyc;
wire ack;
wire inta; //q 保存狀態(tài)寄存器內(nèi)容
reg [7:0] q, qq;
wire scl, scl_o, scl_oen;
wire sda, sda_o, sda_oen;
//寄存器地址
parameter PRER_LO = 3'b000; //分頻寄存器低位地址
parameter PRER_HI = 3'b001; //高位地址
parameter?CTR?=?3'b010;?//控制寄存器地址，(7)使能位|6
?中斷使能位|5-0其余保留位
parameter?RXR?=?3'b011;?//接收寄存器地址，(7)接收到的最后一個字節(jié)的數(shù)據(jù)
parameter TXR = 3'b011; //傳輸寄存器地址，(7)傳輸?shù)刂窌r最后一位為讀寫位，1 為讀
parameter CR = 3'b100; //命令寄存器地址，??????
?//(7)開始|6?結(jié)束|5?讀|4?寫|3?應(yīng)答（作為接收方時，發(fā)送應(yīng)答信號，“0”為應(yīng)答，“1”為不應(yīng)答）|2?保留位|1?保留位|0?中斷應(yīng)答位，這八位自動清除
????parameter?SR?=?3'b100;?//狀態(tài)寄存器地址，(7)接收應(yīng)答位（“0”為接收到應(yīng)答）
|6?忙位（產(chǎn)生開始信號后變?yōu)?1，結(jié)束信號后變?yōu)?0）|5?仲裁位|4-2?保留位|1?傳輸中位（1?表示正在傳輸數(shù)據(jù)，0?表示傳輸結(jié)束）|中斷標(biāo)志位
parameter TXR_R = 3'b101; parameter CR_R = 3'b110;
// 產(chǎn)生時鐘信號，一個時間單位為 1ns，周期為 10ns，頻率為 100MHz。
always #5 clk = ~clk; //連接 master 模擬模塊
wb_master_model #(8, 32) u0 (
.clk(clk), //時鐘
.rst(rstn), //重起
.adr(adr), //地址
.din(dat_i), //輸入的數(shù)據(jù)
.dout(dat_o), //輸出的數(shù)據(jù)
.cyc(cyc),
.stb(stb),
.we(we),
.sel(),
.ack(ack), //應(yīng)答
.err(1'b0),
.rty(1'b0) );
//連接 i2c 接口 i2c_master_top i2c_top (
//連接到 master 模擬模塊部分
.wb_clk_i(clk), //時鐘
.wb_rst_i(1'b0), //同步重起位
.arst_i(rstn), //異步重起
.wb_adr_i(adr[2:0]), //地址輸入
.wb_dat_i(dat_o), //數(shù)據(jù)輸入接口
.wb_dat_o(dat_i), //數(shù)據(jù)從接口輸出
.wb_we_i(we), //寫使能信號
.wb_stb_i(stb), //片選信號，應(yīng)該一直為高
.wb_cyc_i(cyc),
.wb_ack_o(ack), //應(yīng)答信號輸出到 master 模擬模塊
.wb_inta_o(inta), //中斷信號輸出到 master 模擬模塊
//輸出的 i2c 信號，連接到 slave 模擬模塊
.scl_pad_i(scl),
.scl_pad_o(scl_o),
.scl_padoen_o(scl_oen),
.sda_pad_i(sda),
.sda_pad_o(sda_o),
.sda_padoen_o(sda_oen)
);
//連接到 slave 模擬模塊
i2c_slave_model #(7'b1010_000) i2c_slave (
.scl(scl),
.sda(sda)
);
//為 master 模擬模塊產(chǎn)生 scl 和 sda 的三態(tài)緩沖
assign scl = scl_oen ? 1'bz : scl_o; // create tri-state buffer for i2c_master scl line
assign sda = sda_oen ? 1'bz : sda_o; // create tri-state buffer for i2c_master sda line
//上拉 pullup p1(scl); // pullup scl line pullup p2(sda); // pullup sda line
//初始化 initial
begin
$display("
狀態(tài): %t I2C 接口測試開始！
", $time);
// 初始值
clk = 0;
//重起系統(tǒng)
rstn = 1'b1; // negate reset
#2; rstn = 1'b0; // assert reset
repeat(20) @(posedge clk); rstn = 1'b1; // negate reset
$display("狀態(tài): %t 完成系統(tǒng)重起！", $time); @(posedge clk);
// 對接口編程 // 寫內(nèi)部寄存器
// 分頻 100M/100K*5=O'200=h'C8
u0.wb_write(1, PRER_LO, 8'hc7); u0.wb_write(1, PRER_HI, 8'h00);
$display("狀態(tài): %t 完成分頻寄存器操作！", $time);
//讀分頻寄存器內(nèi)容
u0.wb_cmp(0, PRER_LO, 8'hc8);
u0.wb_cmp(0, PRER_HI, 8'h00);
$display("狀態(tài): %t 完成分頻寄存器確認(rèn)操作！", $time);
//接口使能 u0.wb_write(1, CTR, 8'h80);
$display("狀態(tài): %t 完成接口使能！", $time);
// 驅(qū)動 slave 地址 // h'a0=b'1010_0000,地址+寫狀態(tài)，寫入的地址為 h'50
u0.wb_write(1, TXR, 8'ha0);
//命令內(nèi)容為 b'1001_0000,產(chǎn)生開始位，并設(shè)置寫狀態(tài)
u0.wb_write(0, CR, 8'h90);
$display("狀態(tài): %t 產(chǎn)生開始位, 然后寫命令 a0(地址+寫)，命令開始！", $time);
// 檢查狀態(tài)位信息
// 檢查傳輸是否結(jié)束
u0.wb_read(1, SR, q);
while(q[1])
u0.wb_read(0, SR, q);
$display("狀態(tài): %t 地址驅(qū)動寫操作完成！", $time);
// 待寫的地址為 h'01
u0.wb_write(1, TXR, 8'h01);
// 產(chǎn)生寫命令 b'0001_0000
u0.wb_write(0, CR, 8'h10);
$display("狀態(tài): %t 待寫地址為 01，命令開始！", $time);
// 檢查狀態(tài)位
u0.wb_read(1, SR, q);
while(q[1])
u0.wb_read(0, SR, q);
$display("狀態(tài): %t 寫操作完成！", $time);
// 寫入內(nèi)容
u0.wb_write(1, TXR, 8'ha5);
u0.wb_write(0, CR, 8'h10);
$display("狀態(tài): %t 寫入內(nèi)容為 a5，開始寫入過程！", $time);
u0.wb_read(1, SR, q);
while(q[1])
u0.wb_read(1, SR, q);
$display("狀態(tài): %t 寫 a5 到地址 h'01 中完成！", $time);
// 寫入下一個地址 5a
u0.wb_write(1, TXR, 8'h5a); // present data
// 寫入并停止
u0.wb_write(0, CR, 8'h50); // set command (stop, write)
$display("狀態(tài): %t 寫 5a 到下一個地址,產(chǎn)生停止位！", $time);
u0.wb_read(1, SR, q);
while(q[1])
u0.wb_read(1, SR, q); // poll it until it is zero
$display("狀態(tài): %t 寫第二個地址結(jié)束！", $time);
// 讀 // 驅(qū)動 slave 地址
u0.wb_write(1, TXR, 8'ha0);
u0.wb_write(0, CR, 8'h90);
$display("狀態(tài): %t 產(chǎn)生開始位,寫命令 a0 (slave 地址+write)", $time);
u0.wb_read(1, SR, q);
while(q[1])
u0.wb_read(1, SR, q); // poll it until it is zero
$display("狀態(tài): %t slave 地址驅(qū)動完成！", $time);
// 發(fā)送地址
u0.wb_write(1, TXR, 8'h01);
u0.wb_write(0, CR, 8'h10);
$display("狀態(tài): %t 發(fā)送地址 01！", $time);
u0.wb_read(1, SR, q);
while(q[1])
u0.wb_read(1, SR, q);
$display("狀態(tài): %t 地址發(fā)送完成！", $time);
// 驅(qū)動 slave 地址，1010_0001,h'50+read
u0.wb_write(1, TXR, 8'ha1);
u0.wb_write(0, CR, 8'h90);
$display("狀態(tài): %t 產(chǎn)生重復(fù)開始位, 讀地址+開始位", $time);
u0.wb_read(1, SR, q);
while(q[1])
u0.wb_read(1, SR, q);
$display("狀態(tài): %t 命令結(jié)束！", $time);
// 讀數(shù)據(jù)
u0.wb_write(1, CR, 8'h20);
$display("狀態(tài): %t 讀+應(yīng)答命令", $time);
u0.wb_read(1, SR, q);
while(q[1])
u0.wb_read(1, SR, q);
$display("狀態(tài): %t 讀結(jié)束！", $time);
// 檢查讀的內(nèi)容
u0.wb_read(1, RXR, qq);
if(qq !== 8'ha5)
$display("
錯誤: 需要的是 a5, received %x at time %t", qq, $time);
// 讀下一個地址內(nèi)容
u0.wb_write(1, CR, 8'h20);
$display("狀態(tài): %t 讀+ 應(yīng)答", $time);
u0.wb_read(1, SR, q);
while(q[1])
u0.wb_read(1, SR, q);
$display("狀態(tài): %t 第二個地址讀結(jié)束！", $time);
u0.wb_read(1, RXR, qq);
if(qq !== 8'h5a)
$display("
錯誤: 需要的是 5a, received %x at time %t", qq, $time);
// 讀
u0.wb_write(1, CR, 8'h20);
$display("狀態(tài): %t 讀 + 應(yīng)答", $time);
u0.wb_read(1, SR, q);
while(q[1])
u0.wb_read(1, SR, q);
$display("狀態(tài): %t 第三個地址讀完成！", $time);
u0.wb_read(1, RXR, qq);
$display("狀態(tài): %t 第三個地址內(nèi)容是 %x ！", $time, qq);
// 讀 u0.wb_write(1, CR, 8'h28);
$display("狀態(tài): %t 讀 + 不應(yīng)答！", $time);
u0.wb_read(1, SR, q);
while(q[1])
u0.wb_read(1, SR, q);
$display("狀態(tài): %t 第四個地址讀完成！", $time);
u0.wb_read(1, RXR, qq);
$display("狀態(tài): %t 第四個地址內(nèi)容為 %x ！", $time, qq);
// 檢查不存在的 slave 地址
// drive slave address
u0.wb_write(1, TXR, 8'ha0);
u0.wb_write(0, CR, 8'h90);????
????????$display("狀態(tài):?%t 產(chǎn)生開始位, 發(fā)送命令 a0?(slave 地址+寫). 檢查非法地址！",$time);
u0.wb_read(1, SR, q);
while(q[1])
u0.wb_read(1, SR, q); // poll it until it is zero
$display("狀態(tài): %t 命令結(jié)束！", $time);
// 發(fā)送內(nèi)存地址
u0.wb_write(1, TXR, 8'h10);
u0.wb_write(0, CR, 8'h10);
$display("狀態(tài): %t 發(fā)送 slave 內(nèi)存地址 10！", $time);
u0.wb_read(1, SR, q);
while(q[1])
u0.wb_read(1, SR, q);
$display("狀態(tài): %t 地址發(fā)送完畢！", $time);
// slave 發(fā)送不應(yīng)答
$display("狀態(tài): %t 檢查不應(yīng)答位！", $time);
if(!q[7])
$display("
錯誤: 需要 NACK, 接收到 ACK
"); // 從 slave 讀數(shù)據(jù)
u0.wb_write(1, CR, 8'h40);
$display("狀態(tài): %t 產(chǎn)生'stop'位", $time);
u0.wb_read(1, SR, q);
while(q[1])
u0.wb_read(1, SR, q); // poll it until it is zero
$display("狀態(tài): %t 結(jié)束！", $time);
#25000; // wait 25us
$display("
狀態(tài): %t 測試結(jié)束！", $time);
$finish;
endendmodule
4.4 仿真結(jié)果
在 ModelSim 中可以看到仿真的結(jié)果。如圖 7 所示是發(fā)送開始狀態(tài)并寫地址“a0”時的圖形，此時在圖上表示為 SCL 處于高時 SDA 的一個下降沿，然后是數(shù)據(jù)“1010，0000”。
圖 7 發(fā)送開始信號并寫地址 a0 ? 如圖 8 所示為發(fā)送數(shù)據(jù)“01”和“a5”時的圖形，在圖上表示為：數(shù)據(jù)“0000，0001”和“1010，0101”。 ?
圖 8 發(fā)送數(shù)據(jù)“01”和“a5” ? 如圖 9 所示的是發(fā)送停止?fàn)顟B(tài)信號和數(shù)據(jù)“5a”時的圖形，在圖上表示為 SCL 處于高時SDA 的一個上升沿，然后是數(shù)據(jù)“0101，1010”。 ?
圖 9 發(fā)送停止?fàn)顟B(tài)信號和數(shù)據(jù)“5a” ? 仿真程序說明?I2C?程序符合?I2C?協(xié)議的時序和數(shù)據(jù)格式，可以實現(xiàn)模擬?I2C?協(xié)議的任務(wù)。
五、總結(jié)
本篇首先說明了?I2C?協(xié)議相關(guān)的內(nèi)容，介紹協(xié)議基本概念和數(shù)據(jù)傳輸各個命令的具體含義以及協(xié)議對時序的要求。接下來介紹模擬?I2C?協(xié)議程序的框架，詳細(xì)講解框架中各個模塊的功能并介紹詳細(xì)代碼。最后通過一個完成的仿真程序完成對程序的測試。I2C?在應(yīng)用中有著廣泛的用途，本篇希望通過這個例子為各位大俠提供一個可行的解決方案。
編輯：黃飛
工商網(wǎng)監(jiān)
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