I2C總線通訊接口器件的CPLD實現

2.2 發送數據

在主機方式下，完成啟動和地址信號發送后即開始發送數據。發送數據時并串轉換器在SCL的下降沿移位，保證SCL高電平時SDA上的數據穩定。發送的進程由WR信號和從機的應答信號啟動。當ISP器件在總線競爭失敗時，由處理器將ISP器件轉為從機工作方式，處理器向地址檢測電路送該器件在系統中的地址。只有在接收到的地址信息與該器件所設的地址相同時，才發出應答信號，開始通訊。每發送一個字節即將SDA拉高，等待接收機的應答信號，準備下一個數據。

2.3 接收數據

在主機方式下，完成通訊啟動和地址信號發送后便開始準備接收數據。每接收一個字節后要發出應答信號，產生一個負脈沖作為中斷請求信號輸出給處理器。若此時系統忙，則拉低SCL電平迫使發送機進入等待狀態。從機方式下的接收與主機方式下一樣。VHDL描述如下： PROCESS（SDA1） SACK：="0"； FULL1：="0"； STP：="0"； INTQ：="1"； IF（CSTA="1" AND ADDOK="1"）THEN IF（SCL"1"EVENT AND SCL1="0"）THEN ……――接收數據，串入并出移位（略） FULL1：="1"； END IF； END IF； IF（FULL1="1"）THEN IF（RD"EVENT AND RD="1"AND SCL1"EVENT AND SCL1="0 AND BUSY="0"）THEN SDA1：="0"； FULL：="0"； INTQ：="0"； ELSE SDA1：="1"； IF（CLK1"EVENT AND CLK="0" AND FULL1="0"）THEN IF（CLK1COUNT"20"）THEN INTQ：="1"； CLK1COUNT:="0"； ELSE CLK1COUNT：=CLK1COUNT+1； END IF； END IF； IF（SLAVE="1" AND SCL="1" AND SDA "EVENT AND SDA="1"）THEN STP：="1"； CSTA：="0"； END IF； END IF； END PROCESS；

2.4 總線仲裁

在通訊過程中，ISP器件在發送數據的同時接收總線上的數據，將該數據與已送的數據進行比較，若不相同則置位狀態發生器的SLAVE，表示該主機退出競爭。通過處理給控制寄存器發送控制字可以讓ISP器件轉入從機工作方式。這時啟動地址檢測，禁止SCL的發送。在一次通訊結束后，將狀態生成器的END置位，此時處理器可以再次將ISP器件設置為主機方式。

2.5 控制寄存器與狀態生成器

控制寄存器主要是定義ISP器件的工作狀態，其各位的定義為： BUSY 　 CLKEN CLKS2 CLKS1 STA STP M/S BUSY：若該位為"1"，主機作為接收機時，不發應答信號； STA：啟動信號位； STP：停止信號位； M/S：主從機位，用于選擇芯片工作狀態（主機還是從機）； CLKS1、CLKS2：頻選控制位； CLKEN：SCL使能位，該位為1時SCL置高電平。狀態生成器可以生成工作狀態信號（中斷、IIC總線競爭、從機方式時通訊開始與結束）供處理器查詢[FS:PAGE]處理。

3 參數配置

該器件可以配置為從100kbps（標準）到400kbps（高速）的任何傳送速度，以滿足不同的需要。只需在VHDL（描述的結構體中指明配置的參數即可實現配置，非常方便。本設計只使用一片可編程芯片即可完成IIC總線接口的芯片功能。由于采用VHDL-93語言進行設計，具有良好的可移植性，可用于其它ISP廠家的產品中。通過ByteBlast下載線可以在線改變其功能，體現了CPLD中的ISP器件的優越性。