【正文】 口模塊以CPU的系統(tǒng)時鐘作為主時鐘信號，模塊傳輸數(shù)據(jù)的速率受該時鐘頻率的控制，時鐘頻率高則模塊傳數(shù)據(jù)的速率也高，反之亦然。 I2C接口設(shè)計要使接口模塊正常工作，CPU必須首先要通知模塊執(zhí)行什么操作，而后再把需要的數(shù)據(jù)依次送入模塊中，為了適應(yīng)不同外設(shè)的需要，模塊還應(yīng)在CPU的控制下自由調(diào)整數(shù)據(jù)傳送速率。u 讀模式。從器件必須在接收到每個字節(jié)后產(chǎn)生一個應(yīng)答位，主器件也必須在接收從傳送器傳送的每個字節(jié)后產(chǎn)生一個應(yīng)答位。每個時鐘脈沖傳送一個數(shù)據(jù)位。u 啟動和停止條件。 I2C總線在傳送數(shù)據(jù)過程中共有三種類型信號， 它們分別是：開始信號、結(jié)束信號和應(yīng)答信號。在CPU與被控IC之間、IC與IC之間進(jìn)行雙向傳送，最高傳送速率100kbps。I2C總線的另一個優(yōu)點是，它支持多主控(multimastering)， 其中任何能夠進(jìn)行發(fā)送和接收的設(shè)備都可以成為主總線。另外由于Philips和其他廠商提供了種類眾多的I2C兼容芯片，促使其成為世界性的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。在FPGA中，設(shè)計了兩個模塊：一個是總線接口模塊，負(fù)責(zé)單片機與FPGA的總線接口邏輯；另一個是寄存器單元及外部接口模塊，運用總線接口模塊來操作此模塊。FPGA的邏輯設(shè)計也相對比較復(fù)雜，在程序設(shè)計上必須與接口的單片機程序相結(jié)合，嚴(yán)格安排單片機能訪問的I/O空間。端口引腳的輸出方式（無論引腳被配置為漏極開路或是推挽方式）不受外部存儲器接口操作的影響，始終受 PnMDOUT 寄存器的控制。外部存儲器接口只在執(zhí)行片外 MOVX 指令期間使用相關(guān)的端口引腳。4. 選擇存儲器模式（只用片內(nèi)存儲器、不帶塊選擇的分片方式、帶塊選擇的分片方式或只用片外存儲器）。 總線復(fù)用方式的配置167。圖 22 給出了非復(fù)用方式配置的一個例子。在該階段，地址鎖存器的‘Q’輸出與‘D’輸入的狀態(tài)相同。外部鎖存器由 ALE（地址鎖存使能）信號控制，ALE 信號由外部存儲器接口邏輯驅(qū)動。綜合上述特點，單片機與FPGA的接口初步選定為總線方式。單片機與FPGA以總線方式通信，即將FPGA掛接在單片機外部擴展總線上，F(xiàn)PGA占用單片機的外部RAM的地址空間，屬于單片機的從設(shè)備。C8051F340/1/2/3/4/5/6/7 采用 48 腳 TQFP 封裝或 32 腳 LQFP封裝。 每種器件都可在工業(yè)溫度范圍（45℃到+85℃）內(nèi)用 的電壓工作。 片內(nèi) Silicon Labs 二線（C2）開發(fā)接口允許使用安裝在最終應(yīng)用系統(tǒng)上的產(chǎn)品 MCU 進(jìn)行非侵入式（不占用片內(nèi)資源）、全速、在系統(tǒng)調(diào)試。 C8051F340單片機概述C8051F340/1/2/3/4/5/6/7 器件是完全集成的混合信號片上系統(tǒng)型 MCU。Actel Flash 架構(gòu)的FPGA具有上電即可運行 (LAPU) 特性，上電時間非常短，一般只需要幾十微秒，無需特別的上電時序要求，這種上電即行特性可以為外部器件提供時鐘、復(fù)位信號等，取代復(fù)位芯片、時鐘調(diào)整電路、數(shù)據(jù)地址譯碼電路等，簡化整個系統(tǒng)的設(shè)計同時提高了安全性，因此Actel FPGA可以用于對上電時間有苛刻要求的場合。Actel Flash 架構(gòu)的 FPGA 無需配置芯片,其開關(guān)結(jié)構(gòu)采用130nm的Flash工藝，具有掉電非易失特點，一旦完成編程后，配置數(shù)據(jù)就會成為 FPGA 結(jié)構(gòu)的固有部分，在系統(tǒng)上電時無需從外部載入配置數(shù)據(jù)。在功能上，單片機具有性價比高、功能靈活、易于人機對話、強大的數(shù)據(jù)處理能力等特點；而FPGA具有高速、高可靠性以及開發(fā)便捷、規(guī)范等優(yōu)點，因此兩類器件相組合的電路結(jié)構(gòu)將在許多高性能儀器儀表和電子產(chǎn)品中被廣泛應(yīng)用。隨著電子產(chǎn)品逐漸趨于集成化、智能化、便攜化，人機交互、通信互聯(lián)、多設(shè)備管理等任務(wù)大大了加重了對電子產(chǎn)品的“心臟”——微控制器的運作負(fù)擔(dān)，尤其是對主控芯片的I/O數(shù)量和一些特殊接口的需求，使得一些低端控制器能勝任的工作不得不交由價格昂貴的高級控制芯片來完成，以獲得更多的I/O和特殊接口，然而這無疑加大了產(chǎn)品的成本，削弱了產(chǎn)品的市場競爭力。 電源模塊設(shè)計 20167。 I2C接口設(shè)計 13167。 總線的端口配置 8167。 接口方式選擇 5167。關(guān)鍵詞要反映畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）的主要內(nèi)容，數(shù)量一般為46個KEY WORDS： 目 錄前 言 1第1章 緒論 2167。英文摘要題目采用三號大寫字母，可分成13行居中打印。隨著人們消費要求的提高，對電子產(chǎn)品的功能要求越來越高，電子產(chǎn)品的升級換代逐漸受到主控芯片資源匱乏的約束，而更換高級的CPU又會帶來產(chǎn)品版本的不兼容和成本大幅上升的風(fēng)險，而且會造成設(shè)計難度加大，設(shè)計周期變長。當(dāng)今電子產(chǎn)品逐漸趨于智能化、人性化，電子產(chǎn)品的發(fā)展已經(jīng)離不開單片機。關(guān) 鍵 詞：單片機，F(xiàn)PGA，接口擴展，總線接口，Verilog HDL寫的太籠統(tǒng)，第一段壓縮，第二段具體化，摘要是畢業(yè)設(shè)計的濃縮，別人通過摘要可以了解你的設(shè)計的具體和細(xì)節(jié)內(nèi)容。英文摘要須與中文摘要內(nèi)容相對應(yīng)；英文摘要約300450個實詞在此處鍵入英文摘要內(nèi)容關(guān)鍵詞用小四號小寫，每一關(guān)鍵詞之間用逗號分開，最后一個關(guān)鍵詞后不打標(biāo)點符號。 C8051F340單片機概述 3第2章 單片機與FPGA接口的設(shè)計 5167。 總線接口配置 8167。 I2C概述 12167。 SPI總線接口設(shè)計 18第四章 電路設(shè)計及分析 20167。但是這種超小封裝的微控制芯片的I/O數(shù)量十分有限，接口單一，限制了控制器的掛接設(shè)備的數(shù)量和種類。 設(shè)計思想概述FPGA作為一種新型的可編程邏輯器件，可以取代現(xiàn)有的全部微機接口芯片，實現(xiàn)微機系統(tǒng)中的存儲器、地址譯碼等多種功能，具有更高的密度、更快的工作速度和更大的編程靈活性，被廣泛的應(yīng)用于各種電子類產(chǎn)品中。 Actel ProASIC3系列FPGA概述Actel公司是單芯片F(xiàn)PGA解決方案的領(lǐng)導(dǎo)性廠商，早期以反熔絲FPGA為主，致力于航天航空以及軍事領(lǐng)域，造就了其在可靠性、安全性等領(lǐng)域上獨領(lǐng)風(fēng)騷的輝煌。另外Fusion可實現(xiàn)自睡眠模式，通過內(nèi)部的LDO和RTC可實現(xiàn)睡眠和喚醒模式；IGLOO系列特別為手持設(shè)備設(shè)計，最低靜態(tài)功耗可達(dá)5μW，其獨特的Flash*Freeze模式無需關(guān)斷電源、外部時鐘即可進(jìn)入低功耗模式，并能保存RAM的內(nèi)容數(shù)據(jù)。167。用戶軟件對所有外設(shè)具有完全的控制，可以關(guān)斷任何一個或所有外設(shè)以節(jié)省功耗。兩個 C2 接口引腳可以與用戶功能共享，使在系統(tǒng)調(diào)試功能不占用封裝引腳。端口 I/O 和/RST引腳都容許 5V 的輸入信號電壓。 接口方式選擇單片機與FPGA的接口方式一般有兩種：u 獨立方式u 總線方式獨立方式即單片機與FPGA地位平等，不存在主、從機之分，采用通用的通信接口(例如串口)與FPGA進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和通信，此種方法占用I/O數(shù)目非常少，但是通信雙方需要制定詳細(xì)可靠的數(shù)據(jù)傳輸和通信協(xié)議，時序復(fù)雜且不易抽象，而且由于是串口傳輸，數(shù)據(jù)速率低，尤其當(dāng)FPGA掛接的外設(shè)較多時這種通信方式的缺點尤為突出。u 單片機有直接訪問外部