qq_43254508的博客

rd_en：高电平 表示开始一次读，当rd_en为高时延迟一段时间i2c_start会拉高，当我们读的字节数满足要求时，同时i2c_end信号为低，wr_en拉低，其实这个信号现在不用多考虑，在i2c_wr_data模块我们会仔细讲解。re_data_reg[7:0]:因为sda时串行发送一个byte数据，所以我们需要把串行数据转为并行数据。rd_data[7:0]:当我们成功接受一个byte数据时候，发送该数据。和写时序差不多，多了几个信号，这里讲解一下。

注意：小梅哥fpga把hc595串行转并行芯片的使能管脚oe已经在硬件上拉高了，所以在seg_595_dynamic模块的列化中我们不需要引出oe管脚。

我们需要两个按键去控制从eeprom写入和读取数据，并且每隔0.5s把从eeprom读出的数据用数码管动态显示。IIC驱动模块和IIC读写模块上文都已经介绍过了，按键模块和数码管动态显示模块都比较简单，这里不再阐述。所以我们需要两个按键模块，一个数码管动态显示模块，一个IIC驱动模块，和一个IIC读写模块。

在对顶层模块进行仿真的时候，我们需要列化一个eeprom的仿真模型，给我们发送响应信号。这个模型在网上可以下载但是注意这个eeprom的仿真模型有一个bug，就是我们在仿真代码中列化该模块，设置该eeprom仿真模块A0,A1,A2的地址的时候必须配置为000，否则会有问题。所以在仿真的时候我们顶层模块代码，配置IIC设备地址的时候，最后三位地址也要是000。

这里讲一下r_ack的赋值，野火的代码逻辑是一到ACK_1,ACK_2,ACK_3,ACK_4,ACK_5,就采样信号的输入，然后保持不变。但是我们在时序逻辑中r_ack的赋值时ACK_1,ACK_2,ACK_3,ACK_4,ACK_5状态下信号稳定的时候再去采样，感觉会更好一点，同时能产生锁存器的问题。如果用野火的代码，它用的是组合逻辑赋值的方式，但是在组合逻辑中如果把自己的值赋值给自己会产生锁存器，这是我们不想要的，在编译的时候会报警告。

注意：在小梅哥的板子上，scl和sda并没有接上拉电阻，这里需要我们自己去在软件中去配置，进行一个上拉。

(9) 数据接收完成后，主机产生应答信号回传给从机，从机接收到应答信号开始下一字节数据的传输，若数据接收完成，执行下一操作步骤；(2) 从机接收到控制指令后，回传应答信号，主机接收到应答信号后开始存储地址的写入。(4) 待接收到从机回传的应答信号，再写入低 8 位地址，且高位在前低位在后，若为 2字节地址，跳转到步骤(6)；(6) 地址写入完成，主机接收到从机回传的应答信号后，主机再次向从机发送一个起始信号；(8) 主机接收到从机回传的应答信号后，开始接收从机传回的第一个单字节数据；

这里简易的画一下IIC收发模块的结构。

整体思路就是：外部写有效信号r_read_valid传入之后，我们的rd_en信号拉高，然后等待5000个时钟周期之后，把i2c_start拉高，然后等待数据发送结束信号i2c_end,当接到i2c_end信号后，把读取设备的存粗地址byte_addr[15:0]改变，这里我们都加1即可，r_rd_i2c_data_num表示接受到数据的个数，当接到i2c_end信号后，加1。当w_data_num的值为3的时候，表示我们所有的数据已经全部写入到fifo中，此时我们把r_fifo_rd_vlid信号拉高。

AT24C64 EEPROM 存储芯片的器件地址包括厂商设置的高 4 位 1010 和用户需自主设置的低 3 位 A0、A1、A2。在硬件设计时，通过将芯片的 A0、A1、A2 这 3 个引脚分别连接到 VCC 或 GND 来实现器件地址低 3位的设置，若 3 个引脚均连接到 VCC，则设置后的器件地址为 1010_111；而 AT24C64 的存储空间为64 Kbit(8Kbyte)，需要 13 位存储地址才可满足所有存储单元的寻址，存储地址为 2 字节。

(2) 图中标注②表示“起始信号”，在 I2C 总线处于“空闲状态”时，SCL 依旧保持高电平时， SDA 出现由高电平转为低电平的下降沿，产生一个起始信号，此时与总线相连的所有 I2C 设备在检测到起始信号后，均跳出空闲状态，等待控制字节的输入。由图可知，I2C 协议整体时序图分为 4 个部分，图中标注的①②③④表示 I2C 协议的 4个状态，分别为“总线空闲状态”、“起始信号”、“数据读/写状态”和“停止信号”，针对这 4 个状态，我们来做一下详细介绍。数据线即用来表示数据，时钟线用于数据收发同步。

对传入从机的控制命令最低位读写控制位写入不同数据值，主机可实现对从机的读/写操作，读写控制位为 0 时，表示主机要对从机进行数据写入操作；读写控制位为 1 时，表示主机要对从机进行数据读出操作。对于 I2C 协议的读/写操作，我们将其分为读操作和写操作两部分进行讲解。首先讲解 I2C 写操作，由于一次写入数据量的不同，I2C 的写操作可分为单字节写操作和页写操作，详细讲解如下。

通过看 AT24C64的芯片手册，知道 AT24C64的最大时钟scl为400K，这里我们不妨用250K。