【正文】 節(jié)后產(chǎn)生一個(gè)應(yīng)答位，主器件也必須在接收從傳送器傳送的每個(gè)字節(jié)后產(chǎn)生一個(gè)應(yīng)答位。在啟動(dòng)條件和停止條件之間傳送器給接收器的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)沒有限制，每個(gè)8位字節(jié)后加一個(gè)應(yīng)答位。每個(gè)時(shí)鐘脈沖傳送一個(gè)數(shù)據(jù)位。u 位傳送。u 啟動(dòng)和停止條件。若未收到應(yīng)答信號(hào)，由判斷為受控單元出現(xiàn)故障。 I2C總線在傳送數(shù)據(jù)過程中共有三種類型信號(hào)， 它們分別是：開始信號(hào)、結(jié)束信號(hào)和應(yīng)答信號(hào)。CPU發(fā)出的控制信號(hào)分為地址碼和控制量?jī)刹糠?，地址碼用來選址，即接通需要控制的電路，確定控制的種類；控制量決定該調(diào)整的類別（如對(duì)比度、亮度等）及需要調(diào)整的量。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。當(dāng)然，在任何時(shí)間點(diǎn)上只能有一個(gè)主控。I2C總線的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)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。由于接口直接在組件之上，因此I2C總線占用的空間非常小，減少了電路板的空間和芯片管腳的數(shù)量，降低了互聯(lián)成本。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)。 I2C總線在FPGA上的模擬實(shí)現(xiàn)167。在FPGA中，設(shè)計(jì)了兩個(gè)模塊：一個(gè)是總線接口模塊，負(fù)責(zé)單片機(jī)與FPGA的總線接口邏輯；另一個(gè)是寄存器單元及外部接口模塊，運(yùn)用總線接口模塊來操作此模塊。圖24 復(fù)用方式16位MOVX時(shí)序圖25 帶塊選擇的復(fù)用8位MOVX時(shí)序在總線應(yīng)用時(shí)，單片機(jī)的P4口是作為地址/數(shù)據(jù)總線分時(shí)復(fù)用的，因此應(yīng)在總線接口模塊中設(shè)計(jì)一個(gè)三態(tài)緩沖器，實(shí)現(xiàn)P4口的三態(tài)接口；又因?yàn)閱纹瑱C(jī)在訪問外部空間時(shí)，它的地址為16位，因此借助地址鎖存使能信號(hào)ALE在FPGA中實(shí)現(xiàn)高8位與低8位地址的編碼，組合成16位地址，然后再根據(jù)單片機(jī)的讀寫信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)FPGA的讀寫操作。FPGA的邏輯設(shè)計(jì)也相對(duì)比較復(fù)雜，在程序設(shè)計(jì)上必須與接口的單片機(jī)程序相結(jié)合，嚴(yán)格安排單片機(jī)能訪問的I/O空間。167。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(chǔ)器接口操作的影響，始終受 PnMDOUT 寄存器的控制。端口鎖存器應(yīng)被明確地配置為使外部存儲(chǔ)器接口引腳處于休眠狀態(tài)（不使用時(shí)），通常將它們?cè)O(shè)置為邏輯‘1’。外部存儲(chǔ)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。 總線的端口配置當(dāng)采用復(fù)用方式時(shí)，外部總線接口位于端口 3和 1（訪問片外存儲(chǔ)器時(shí)）。4. 選擇存儲(chǔ)器模式（只用片內(nèi)存儲(chǔ)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(chǔ)器）。2. 配置對(duì)應(yīng) EMIF 引腳的端口鎖存器為休眠態(tài)（通常將它們?cè)O(shè)置為邏輯‘1’）。 總線復(fù)用方式的配置167。在非復(fù)用方式下只需占用單片機(jī)2個(gè)8位端口和4根控制線即可實(shí)現(xiàn)總線連接，另外FPGA內(nèi)部可以實(shí)現(xiàn)總線復(fù)用方式下的地址鎖存器的邏輯功能，單片機(jī)就可以在不需要外加鎖存器的情況下與FPGA采用總線復(fù)用的接口通信，單片機(jī)僅通過二十根I/O線在FPGA與單片機(jī)之間進(jìn)行通信和控制信息交換，這樣可以節(jié)省單片機(jī)和FPGA芯片的I/O線。圖 22 給出了非復(fù)用方式配置的一個(gè)例子。在第二階段稍后，當(dāng)/RD 或/WR 有效時(shí)，數(shù)據(jù)總線控制 AD[7:0]端口的狀態(tài)。在該階段，地址鎖存器的‘Q’輸出與‘D’輸入的狀態(tài)相同。圖21 單片機(jī)外部總線復(fù)用方式配置示例字體格式請(qǐng)核對(duì)在復(fù)用方式，可以根據(jù) ALE 信號(hào)的狀態(tài)將外部 MOVX 操作分成兩個(gè)階段。外部鎖存器由 ALE（地址鎖存使能）信號(hào)控制，ALE 信號(hào)由外部存儲(chǔ)器接口邏輯驅(qū)動(dòng)。 總線的復(fù)用性選擇C8051F系列單片機(jī)的外部總線有兩種配置方式：u 數(shù)據(jù)總線和地址總線復(fù)用的方式u 非復(fù)用方式在復(fù)用方式，單片機(jī)的數(shù)據(jù)總線和地址總線的低 8 位共享相同的端口引腳：AD[7:0]。綜合上述特點(diǎn)，單片機(jī)與FPGA的接口初步選定為總線方式。u 對(duì)與FPGA來說其內(nèi)部是硬線邏輯電路，非常方便與高速時(shí)序電路接口，在FPGA中通過邏輯切換，單片機(jī)易于與SRAM或ROM接口。單片機(jī)與FPGA以總線方式通信，即將FPGA掛接在單片機(jī)外部擴(kuò)展總線上，F(xiàn)PGA占用單片機(jī)的外部RAM的地址空間，屬于單片機(jī)的從設(shè)備。第2章 單片機(jī)與FPGA接口的設(shè)計(jì)167。C8051F340/1/2/3/4/5/6/7 采用 48 腳 TQFP 封裝或 32 腳 LQFP封裝。對(duì)于 USB 通信，電源電壓最小值為 。 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。在使用 C2 進(jìn)行調(diào)試時(shí)，所有的模擬和數(shù)字外設(shè)都可全功能運(yùn)行。 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。FLASH 存儲(chǔ)器還具有在系統(tǒng)重新編程能力，可用于非易失性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，并允許現(xiàn)場(chǎng)更新 8051 固件。 C8051F340單片機(jī)概述C8051F340/1/2/3/4/5/6/7 器件是完全集成的混合信號(hào)片上系統(tǒng)型 MCU。Actel Flash 架構(gòu)的FPGA對(duì)固件錯(cuò)誤有很好的免疫作用，所謂固件錯(cuò)誤是指當(dāng)大氣中產(chǎn)生的高能中子轟擊到 FPGA的配置單元或者布線結(jié)構(gòu)的時(shí)候，使得晶體管狀態(tài)發(fā)生了改變，導(dǎo)致系統(tǒng)的一次徹底的實(shí)效，這種錯(cuò)誤將會(huì)一直存在并被檢查修正為止，固件錯(cuò)誤問題在基于SRAM的FPGA中普遍存在，并且是不可能避免，而基于Flash 架構(gòu)的FPGA對(duì)大氣中的高能中子有很好的免疫作用。Actel Flash 架構(gòu)的FPGA具有上電即可運(yùn)行 (LAPU) 特性，上電時(shí)間非常短，一般只需要幾十微秒，無需特別的上電時(shí)序要求，這種上電即行特性可以為外部器件提供時(shí)鐘、復(fù)位信號(hào)等，取代復(fù)位芯片、時(shí)鐘調(diào)整電路、數(shù)據(jù)地址譯碼電路等，簡(jiǎn)化整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)同時(shí)提高了安全性，因此Actel FPGA可以用于對(duì)上電時(shí)間有苛刻要求的場(chǎng)合。Actel Flash 架構(gòu)的FPGA具有類似于 ASIC 的功率特性，無需上電啟動(dòng)功耗和配置功耗，其無論是靜態(tài)功耗和動(dòng)態(tài)功耗都比基于SRAM的FPGA低很多，特別適用于電池供電產(chǎn)品和其它對(duì)功耗敏感的應(yīng)用，而功耗是基于 SRAM FPGA 器件所面對(duì)的難題。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(diǎn)，一旦完成編程后，配置數(shù)據(jù)就會(huì)成為 FPGA 結(jié)構(gòu)的固有部分，在系統(tǒng)上電時(shí)無需從外部載入配置數(shù)據(jù)。167。在功能上，單片機(jī)具有性價(jià)比高、功能靈活、易于人機(jī)對(duì)話、強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力等特點(diǎn)；而FPGA具有高速、高可靠性以及開發(fā)便捷、規(guī)范等優(yōu)點(diǎn)，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。而且為了適應(yīng)電子產(chǎn)品不斷智能化的要求，系統(tǒng)運(yùn)行的任務(wù)越來越多，某些復(fù)雜的算法亦可交由FPGA來完成，為產(chǎn)品的更新?lián)Q代節(jié)省成本，而且由于FPGA是硬線邏輯，比軟件模擬接口具有實(shí)時(shí)性好、處理速度快等優(yōu)點(diǎn)，能減輕主控芯片的運(yùn)行負(fù)擔(dān)，增加系統(tǒng)的管理能力，使系統(tǒng)更加穩(wěn)定、高效！第1章 緒論167。隨著電子產(chǎn)品逐漸趨于集成化、智能化、便攜化，人機(jī)交互、通信互聯(lián)、多設(shè)備管理等任務(wù)大大了