基于Verilog HDL的I2C总线分析器

　　另外，采用移位寄存器完成数据接收和发送模块设计，最后，由顶层完成各模块时序控制，重点在于时钟信号管理，以达到同步目的。

　　4 验证

　　采用 Verilog HDL语言完成设计输入，用仿真工具在硬件编程前验证设计，综合下载编程后用逻辑分析仪检验硬件功能。QuartusII工具提供了完成设计开发平台

　　4．1

　　仿真 I2C总线分析器主要有主机写操作、读操作和作为从机写操作、读操作功能。采用 Verilog HDL语言建立测试平台，联合 ModelSim完成功能和时序验证。

　　图 3波形验证了主机向从机发送地址和写数据的过程：发送 7位地址 0x40h和写控制字0，即0x80h、8位数据 0xa8h。在 I 2C总线上，首先产生起始条件，接着发送从机地址和写控制信号，采样响应信号后再发送数据，响应后产生停止条件。由下图的波形分析，主机能正确的发送地址和数据，应对从机响应。

　　下面测试作为从机接收数据，检测I 2C总线信息，探测起始条件，接收从机地址和R/W，地址不同无响应，地址相同产生响应信号，并开始接收数据。I 2C总线分析器的地址定义为0x50h。仿真波形如图 4所示。由上图的波形说明设计能够很好完成作为从机的功能。

　　4．2 硬件验证

　　采用 Altera Cyclone器件 EP1C12验证硬件。通过下载编程，调用 SignalTapII Logic Analyzer工具，实时观察设计的内部信号波形。

　　图 5显示了由逻辑分析仪得到的结果。I 2C总线分析器作为主机很明显能够驱动总线，向从机发送从机地址、命令和数据，符合对 TMS8083应用中传输数据描述，能进行正确通讯。

　　5 总结

　　本文作者创新点：提出了一种新的应用于医疗监护仪扩展接口的 I 2C总线分析器，具有低功耗、便携式特点。能够很好地连接微控制器及其外围设备，满足具有可扩展功能的需求，适合于开发便携式设备。在开发具有可扩展功能的便携医疗监护仪嵌入式项目中仅需要设计相应系统软件库，即可将 I 2C总线接口扩展到桌面系统应用中。I 2C总线在少的硬件资源消耗下将为项目带来更多的拓展空间。同时经过综合后仅占用 EP1C12器件的6%逻辑单元，可以进一步提出了新的基于 NIOSII开发便携医疗监护仪思想，必将大大缩小体积，提高系统可靠性。

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