首 页       用户登录  |  用户注册
设为首页
加入收藏
联系我们
按字母检索 A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
按声母检索 A B C D E F G H J K L M N O P Q R S T W X Y Z 数字 符号
您的位置: 5VAR论文频道论文中心理工论文电子通信
   基于CPLD的系统中I2C总线的设计      ★★★ 【字体: 】  
基于CPLD的系统中I2C总线的设计
收集整理:佚名    来源:本站整理  时间:2009-01-10 22:48:40   点击数:[]    

[本篇论文由上帝论文网为您收集整理,上帝论文网http://paper.5var.com将为您整理更多优秀的免费论文,谢谢您的支持]
摘要:在介绍I2C总线协议的基础上,讨论了基于CPLD的系统中I2C总线的设计技术,并结合工程实例设计了I2C总线IP核,给出了部分源代码和仿真结果。

    关键词:I2C总线 IP核 CPLD

I2C总线是PHILIPS公司推出的新一代串行总线,其应用日渐广泛1~2。目前许多单片机都带有I2C总线接口,能方便地实现I2C总线设计;对没有I2C总线的微控制器(MCU),可以采用两条I/O口线进行模拟。在以单片机为MCU的系统中很容易实现I2C总线的模拟扩展,有现成的通用软件包可以使用2~3。

对有些基于CPLD的系统,要与带有I2C总线接口的外围器件连接,实现起来相对复杂一些。为实现系统中的I2C总线接口,可以另外引入单片机,也可以采用PCF8584或者PCA9564器件(PHILIPS公司推出的专用I2C总线扩展器)进行扩展,但这样会增加系统成本,使系统冗余复杂。像ALTERA、XILINX等一些大公司有专用的基于CPLD器件的I2C总线IP核,但这些IP核的通用性不强,需要的外围控制信号较多,占用系统很大的资源,因此直接采用这种IP核不可取。

鉴于此,依照I2C总线协议的时序要求,在基于CPLD的系统中开发了自己的I2C总线IP核。对于一些带有I2C总线接口的外围器件较少、对I2C总线功能要求较简单的CPLD系统,自主开发IP核显得既经济又方便。

1 I2C总线的协议

I2C总线仅仅依靠两根连线就实现了完善的全双工同步数据传送:一根为串行数据线(SDA),一根为串行时钟线(SCL)。该总线协议有严格的时序要求。总线工作时,由时钟控制线SCL传送时钟脉冲,由串行数据线SDA传送数据。总线传送的每帧数据均为一个字节(8 bit),但启动I2C总线后,传送的字节个数没有限制,只要求每传送一个字节后,对方回应一个应答位(Acknowledge Bit)。发送数据时首先发送数据的最高位(MSB)。

I2C总线协议规定,启动总线后第一个字节的高7位是从器件的寻址地址,第8位为方向位(“0”表示主器件对从器件的写操作;“1”表示主器件对从器件的读操作),其余的字节为操作的数据。总线每次传送开始时有起始信号,结束时有停止信号。在总线传送完一个或几个字节后,可以使SCL线的电平变低,从而使传送暂停。

图1列出了I2C总线上典型信号的时序,图2表示I2C总线上一次完整的数据传送过程。

依据I2C总线的传输协议,总线工作时的具体时序如下:

起始信号(S):在时钟SCL为高电平期间,数据线SDA出现由高电平向低电平的变化,用于启动I2C总线,准备开始传送数据;

停止信号(P):在时钟SCL为高电平期间,数据线SDA出现由低电平向高电平的变化,用于停止I2C总线上的数据传送;

应答信号(A):I2C总线的第9个脉冲对应应答位,若SDA线上显示低电平则为总线“应答”(A),若SDA线上显示高电平则为“非应答”(/A);

数据位传送:I2C总线起始信号或应答信号之后的第1~8个时钟脉冲对应一个字节的8位数据传送。在脉冲高电平期间,数据串行传送;在脉冲低电平期间,数据准备,允许总线上数据电平变化。

2 应用实例

2.1 实例模型介绍

现举某应用实例,要求对显示器的视频信号进行采集、处理和再显示,整个系统采用CPLD器件进行控制。信号采集采用A/D公司的专用视频采集芯片AD9883,该芯片在使用前需要依据实际的功能指标进行初始化。初始化过程依靠AD9883的SDA和SCL两引脚进行。在系统中用CPLD器件,ALTERA公司的EPM3256A,实现初始化:按照I2C总线协议向AD9883的19个内部寄存器(01H~13H)写入19组固定的8位数据;第14H寄存器为只读型同步检测寄存器,仅用于检测几个关键的数据设置。

可见该I2C总线模型如下:单主操作,只实现简单的写和读操作(亦可只有写操作,只是硬件调试的时候会麻烦些),写地址连续,没有竞争和仲裁,是很简单的I2C总线系统。由此设计了如图3所示的IP核。其中,RESET为复位信号,CLK为系统时钟。

为了软件仿真方便,把双向数据线SDA用分离的两条线模拟:SDA为数据输出,SDAACK为SDA的应答信号。软件仿真成功后,只要把SDA设置为双向,稍微修改一下程序就可以向CPLD器件下载,进行实际应用。

对AD9883内部地址连续的寄存器进行初始化,I2C总线上传输的时序信号依次为:开始信号(S);从器件地址和写操作位(SLAW);内部寄存器基地址(Base Address);写入基地址的数据(Data0);写入下一地址(Base Address+1)的数据(Data1);写入地址(Base Address+2)的数据(Data2);……;写入地址(Base Address+18)的数据(Data18);停止信号(P)。

针对AD9883,如果电路中的A0引脚

[1] [2]  下一页


Tags:


文章转载请注明来源于:5VAR论文频道 http://paper.5var.com。本站内容整理自互联网,如有问题或合作请Email至:support@5var.com
或联系QQ37750965
提供人:佚名
  • 上一篇文章:数字视频信号的长线传输

  • 下一篇文章:基于FPGA/CPLD和USB技术的无损图像采集卡
  • 返回上一页】【打 印】【关闭窗口
    中查找“基于CPLD的系统中I2C总线的设计”更多相关内容 5VAR论文频道
    中查找“基于CPLD的系统中I2C总线的设计”更多相关内容 5VAR论文频道
    最新热点 最新推荐 相关新闻
  • ››嵌入式系统的通信规约管理平台设计...
  • ››一种基于七号信令的局间话单采集系...
  • ››对于变频器的制动技术分析
  • ››电子文件管理元数据宏观结构多维分...
  • ››浅论卫星电视接收机的常见故障的检...
  • ››信息时代网络用户信息检索焦虑的心...
  • ››论GIS在高校房产管理中的实际应用
  • ››关于电力通信发展战略的思考 金李莎...
  • ››2G、3G切换精细化优化分析思路探讨...
  • ››光纤自动化生产的需求与时机
  • ››基于CPLD的高压电力线FSKMODEM设计...
  • ››基于CPLD的三相多波形函数发生器设...
  • ››基于CPLD的系统中I2C总线的设计
  • ››基于CPLD/FPGA的出租车计费器
  • ››基于CPLD/FPGA的半整数分频器的设计...
  •   文章-网友评论:(评论内容只代表网友观点,与本站立场无关!)
    关于本站 - 网站帮助 - 广告合作 - 下载声明 - 网站地图
    Copyright © 2006-2033 5Var.Com. All Rights Reserved .