基于Nios II的AT24C02接口電路設計

2．2 AT24C02A器件讀寫(xiě)時(shí)序
圖2為寫(xiě)(讀)AT24C02A器件中指定地址存儲單元的數據幀格式，圖2(a)為寫(xiě)操作的幀格式，(b)為讀操作幀格式。要想把一個(gè)字節數據發(fā)送到器件中(或從器件中讀取一個(gè)字節數據)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(dòng)”信號，啟動(dòng)I2C總線(xiàn)的通信，然后發(fā)送一個(gè)控制字節，前7位為器件的片選地址，最后1位為讀寫(xiě)控制位，“0”表示寫(xiě)，“1”表示讀。當傳完控制字節之后，掛在I2C總線(xiàn)的所有的器件比較控制字節片選地址(前7位)是否與自已的物理地址一致，如一致，則發(fā)一個(gè)應答信號?？刂破鹘邮盏綉鹦盘栔?，再發(fā)器件內部存儲單元地址和其他的信息。

3 AT24C02A讀寫(xiě)控制接口設計
3．1 寄存器組定義
為了實(shí)現NiosⅡI能與外部設備進(jìn)行交換數據，首先要在A(yíng)T24C08讀寫(xiě)控制接口中定義寄存器，包括數據寄存器、狀態(tài)寄存器和控制寄存器。表4-1AT24C02A讀寫(xiě)控制器內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(lái)表示接口電路的狀態(tài)，“1”表示接口處于“忙”狀態(tài)中，此時(shí)表示接口正處于讀寫(xiě)外部設備(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(shí)為止；Address_Re為數據寄存器，用于存放NiosⅡ要訪(fǎng)問(wèn)AT24C02A器件內部單元的地址數據；Control_Re為控制寄存器，控制著(zhù)接口電路啟動(dòng)或停止，“1”為啟動(dòng)，“0”停止；Data_Re為數據寄存器，用于存放傳輸的數據；Con_r／w_Re為控制寄存器，控制數據的傳輸方向，高電平為讀(輸入)，低電平為寫(xiě)(輸出)。

3．2 邏輯功能模塊設計
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(yǔ)言來(lái)描述接口電路要實(shí)現的功能，即邏輯功能模塊的設計。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(shí)序，成功讀寫(xiě)外部存儲器件。在本設計中，采用了有限狀態(tài)機來(lái)實(shí)現這一功能，圖4為本設計的各個(gè)狀態(tài)之間轉換狀態(tài)圖：當NiosⅡ要交換數據時(shí)，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)機處在空閑狀態(tài)，才允許進(jìn)行一次讀寫(xiě)操作，并修改狀態(tài)寄存器的值為“忙”狀態(tài)；當完成一次讀寫(xiě)操作時(shí)，修改狀態(tài)寄存器的值為“閑”狀態(tài)。