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基于Avalon总线SHT11温湿度传感器自定义IP核开发流程

作者:时间:2013-02-27来源:网络收藏

2.2 接口模块的设计

根据的描述,确定该模块与所需要的接口信号。通过使用较少的信号来处理读写。系统通过时钟线、数据线和相连,根据时钟的时序向数据线写命令,通过数据线输出数据。设计模块的输入信号为:clk,sysclk, n_rest, data_i,data_o,wr,rd, addr。输出信号为:SCK,DATA(DATA是双向数据线)。端口信号的部分说明如下:

moduleSHT11(

clk,//系统时钟

n_rest,//系统复位

data_i,//写数据

data_o,//读数据

wr,//Avalon写请求

rd,//Avalon读请求

sysclk,//系统时钟

addr,//Avalon地址

SCK,//时钟线输出

DATA,//数据输入输出(双向)

);

2.3 行为模块的实现

行为模块实现的是SHT11的功能。该部分是整个设计的核心,实现对SHT11的控制。设计时必须根据驱动控制的规范以及时序的要求来编写。设计的过程中,信号的控制较为复杂,但在时序逻辑中,这又十分重要。可以设定一系列的寄存器,作为访问硬件的通道[78]。

根据其驱动规范,不同的命令实现相应的功能。传输开始时,应该发出启动信号。启动信号包括时钟线为高,数据线由高变低,并在下一个时钟线为高的时候将数据线变高。当启动信号开始后,输入相应指令(包含3位地址和5位命令),通过数据线,确定接收到ACK信号后,表示SHT11已经正确接收命令。待一定的时间后,当数据线由高拉低后开始信号的传输。系统通过确认数据线上的ACK来确定每个字节的传输。数据传输完毕,进行CRC校验。校验完毕后,ACK为高,结束传输。

在进行设计时,采用嵌套状态机来实现驱动逻辑。根据驱动控制器的读写命令及读写时序,采取不同状态机来实现,如图2所示。输入命令之后,根据不同的读写请求,进入不同的状态机。

基于Avalon总线SHT11温湿度传感器自定义IP核开发流程

图2 状态机

通过rd和wr以及地址addr控制数据线的读写。当addr=1wr,则向数据线写数据(data_i),data_i的输入格式是crc(1位)wr_data(16位)command(2位),当addr=0wr,进入状态机;当addr=2rd,从数据线读取数据data_o。

设内部寄存器command,根据不同的命令,进入不同的状态机循环:若command为01,通过数据线向寄存器写数据;若command为10,通过数据线从寄存器读数据;若command为其他,则读取数据。当传送8位数据后,需判断双向数据线DATA的ACK信号的高低,当接收到ACK信号时,再根据相应的命令,进行数据的传输。当数据传输完毕后,需要经行CRC校验。图3是仿真时序图,实现向寄存器写数据的功能。

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