ADC081C021的使用方法

介绍：

adc081c021 是一款 8 位、I2C 接口的模数转换器（ADC）。

adc081c021 使用 I2C 通信协议，以下是其基本时序配置：

• I2C 地址：adc081c021 的 I2C 地址为 0x50（7 位地址）。

• 数据传输速率：标准模式（100 kbps）或快速模式（400 kbps）。

• 通信流程：

  1. 起始条件：主机发送起始条件（START）。

  2. 发送地址：主机发送 7 位设备地址（0x50）和读写位（0 表示写，1 表示读）。

  3. 应答：从机（adc081c021）发送应答信号（ACK）。

  4. 发送命令：主机发送命令字节（例如，启动转换命令）。

  5. 读取数据：主机发送重复起始条件（Repeated START），然后发送读地址，并从从机读取数据。

  6. 停止条件：主机发送停止条件（STOP）

 Verilog 示例代码

I2C接口与adc081c021 通信并读取转换结果。

module adc081c021_reader (
    input wire clk,
    input wire rst_n,
    inout wire sda,
    inout wire scl,
    output reg [7:0] adc_value
);

    // I2C 状态机状态定义
    typedef enum logic [2:0] {
        IDLE,
        START,
        ADDR_WRITE,
        CMD,
        START_REPEAT,
        ADDR_READ,
        READ_DATA,
        STOP
    } state_t;

    state_t state;
    reg [7:0] i2c_data;
    reg sda_out;
    reg scl_out;
    reg ack;
    reg [2:0] bit_cnt;

    // I2C 时钟分频
    reg [7:0] clk_div;
    always @(posedge clk or negedge rst_n) begin
        if (!rst_n) begin
            clk_div <= 8'd0;
        end else begin
            clk_div <= clk_div + 1;
        end
    end

    wire i2c_clk = clk_div[7];

    // I2C 状态机
    always @(posedge i2c_clk or negedge rst_n) begin
        if (!rst_n) begin
            state <= IDLE;
            sda_out <= 1'b1;
            scl_out <= 1'b1;
            bit_cnt <= 3'd0;
            ack <= 1'b0;
            adc_value <= 8'd0;
        end else begin
            case (state)
                IDLE: begin
                    sda_out <= 1'b1;
                    scl_out <= 1'b1;
                    state <= START;
                end
                START: begin
                    sda_out <= 1'b0;
                    state <= ADDR_WRITE;
                end
                ADDR_WRITE: begin
                    i2c_data <= 8'h50; // 7-bit address + write bit
                    bit_cnt <= 3'd7;
                    state <= CMD;
                end
                CMD: begin
                    if (bit_cnt > 0) begin
                        sda_out <= i2c_data[bit_cnt];
                        bit_cnt <= bit_cnt - 1;
                    end else begin
                        sda_out <= 1'b1; // Release SDA for ACK
                        state <= START_REPEAT;
                    end
                end
                START_REPEAT: begin
                    sda_out <= 1'b0;
                    state <= ADDR_READ;
                end
                ADDR_READ: begin
                    i2c_data <= 8'h51; // 7-bit address + read bit
                    bit_cnt <= 3'd7;
                    state <= READ_DATA;
                end
                READ_DATA: begin
                    if (bit_cnt > 0) begin
                        adc_value[bit_cnt] <= sda;
                        bit_cnt <= bit_cnt - 1;
                    end else begin
                        sda_out <= 1'b1; // NACK
                        state <= STOP;
                    end
                end
                STOP: begin
                    sda_out <= 1'b0;
                    scl_out <= 1'b1;
                    sda_out <= 1'b1;
                    state <= IDLE;
                end
            endcase
        end
    end

    // I2C 信号控制
    assign sda = sda_out ? 1'bz : 1'b0;
    assign scl = scl_out ? 1'bz : 1'b0;

endmodule

3. 代码说明

• 状态机：代码中定义了一个状态机来控制 I2C 通信的各个步骤。

• 时钟分频：通过时钟分频生成 I2C 时钟信号。

• 数据传输：在 ADDR_WRITE 和 ADDR_READ 状态中，分别发送写地址和读地址。

• 数据读取：在 READ_DATA 状态中，读取 ADC 转换结果并存储在 adc_value 寄存器中。

4. 注意事项

• 时序：确保 I2C 时序符合 adc081c021 的规格要求。

• 应答信号：在每次数据传输后，检查从机的应答信号（ACK）。

• 电源和接地：确保 adc081c021 的电源和接地连接正确。