差别

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--- dac数模转换模块 [2017/06/30 10:33]
anran 创建
+++ dac数模转换模块 [2020/01/18 21:41] (当前版本)
gongyu
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-======基于STEP FPGA的PCF8591的ADC（I2C）功能驱动======
+### 基于STEP FPGA的PCF8591的DAC（I2C）功能驱动
-本节将和大家一起使用FPGA驱动底板上的PCF8591的ADC采样（I2C）功能。
+本节将和大家一起使用FPGA驱动底板上的PCF8591的DAC转换（I2C）功能。
+---
+#### 硬件说明
-====硬件说明====
--------
 PCF8591是集成了4路ADC和1路DAC的芯片，使用I2C总线通信。
 \\
@@ 行 17: / 行 17: @@
 {{ :pcf8591_i2c地址.jpg?800 |}}
 \\
-PCF8591集成了很多功能，当需要不同的功能时要对PCF8591做相应的配置，配置数据存储在名为CONTROL BYTE的寄存器中，下图展示了寄存器中部分bit的功能，详细请参考PCF8591的datasheet，本设计中我们只使用通道1的ADC功能，配置数据为8'h01。
+PCF8591集成了很多功能，当需要不同的功能时要对PCF8591做相应的配置，配置数据存储在名为CONTROL BYTE的寄存器中，下图展示了寄存器中部分bit的功能，详细请参考PCF8591的datasheet，本设计中我们只使用DAC功能，配置数据为8'h40。
 {{ :pcf8591_控制字.jpg?800 |}}
 \\
-本设计中我们需要两次通信，
+本设计中我们需要的通信过程具体为：开始--写寻址--读响应--写配置数据--读响应--[写DAC数据--读响应]循环--结束
-  * 第一次为配置数据，具体为：开始--写寻址--读响应--写配置数据--读响应--结束
+{{ :pcf8591_dac时序.jpg?1000 |}}
-  * 第二次为读ADC数据，具体为：开始--读寻址--读响应--[读ADC数据--写响应--]循环读
-第二次的时序如下图：
-{{ :pcf8591_adc时序.jpg?1000 |}}
 \\
-通过上面的介绍大家应该对如何驱动PCF8591进行ADC采样有了整体的概念，还有一些细节就是I2C通信的时序明细，如下图
+通过上面的介绍大家应该对如何驱动PCF8591进行DAC采样有了整体的概念，还有一些细节就是I2C通信的时序明细，如下图
 {{ :pcf8591_时序控制.jpg?800 |}}
 {{ :pcf8591_时序控制2.jpg?800 |}}
-====Verilog代码====
+---
-------
+#### Verilog代码
 <code verilog>
 // --------------------------------------------------------------------
 // >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> COPYRIGHT NOTICE <<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<
 // --------------------------------------------------------------------
-// Module: ADC_I2C
+// Module: DAC_I2C
 //
 // Author: Step
 //
-// Description: ADC_I2C
+// Description: DAC_I2C
 //
 // Web: www.stepfpga.com
@@ 行 50: / 行 47: @@
 // V1.1     |2016/10/30   |Initial ver
 // --------------------------------------------------------------------
-module ADC_I2C
+module DAC_I2C
 (
 	input				clk_in,		//系统时钟
 	input				rst_n_in,	//系统复位，低有效
+	output	reg			dac_done,	//DAC采样完成标志
+	input		[7:0]	dac_data,	//DAC采样数据
 	output				scl_out,	//I2C总线SCL
-	inout				sda_out,	//I2C总线SDA
+	inout				sda_out		//I2C总线SDA
-	output	reg			adc_done,	//ADC采样完成标志
-	output	reg	[7:0]	adc_data	//ADC采样数据
 );
@@ 行 66: / 行 65: @@
 	localparam	START	=	3'd2;
 	localparam	WRITE	=	3'd3;
-	localparam	READ	=	3'd4;
+	localparam	STOP	=	3'd4;
-	localparam	STOP	=	3'd5;
 	//根据PCF8591的datasheet，I2C的频率最高为100KHz，
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 	reg					sda_out_r;
 	reg		[2:0]		cnt;
-	reg		[3:0]		cnt_main;
+	reg		[2:0]		cnt_main;
 	reg		[7:0]		data_wr;
 	reg		[2:0]		cnt_start;
 	reg		[2:0]		cnt_write;
-	reg		[4:0]		cnt_read;
 	reg		[2:0]		cnt_stop;
 	reg		[2:0] 		state;
@@ 行 103: / 行 100: @@
 			sda_out_r <= 1'd1;
 			cnt <= 1'b0;
-			cnt_main <= 4'd0;
+			cnt_main <= 1'b0;
-			cnt_start <= 3'd0;
+			cnt_start <= 1'b0;
 			cnt_write <= 3'd0;
-			cnt_read <= 5'd0;
 			cnt_stop <= 1'd0;
-			adc_done <= 1'b0;
+			dac_done <= 1'b1;
-			adc_data <= 1'b0;
 			state <= IDLE;
 		end else begin
@@ 行 117: / 行 112: @@
 						sda_out_r <= 1'd1;
 						cnt <= 1'b0;
-						cnt_main <= 4'd0;
+						cnt_main <= 1'b0;
-						cnt_start <= 3'd0;
+						cnt_start <= 1'b0;
 						cnt_write <= 3'd0;
-						cnt_read <= 5'd0;
 						cnt_stop <= 1'd0;
-						adc_done <= 1'b0;
+						dac_done <= 1'b1;
 						state <= MAIN;
 					end
 				MAIN:begin
-						if(cnt_main >= 4'd6) cnt_main <= 4'd6;  //对MAIN中的子状态执行控制cnt_main
+						if(cnt_main >= 3'd3) cnt_main <= 3'd3;  //对MAIN中的子状态执行控制cnt_main
 						else cnt_main <= cnt_main + 1'b1;
 						case(cnt_main)
 'd0:	begin state <= START; end	//I2C通信时序中的START
 'd1:	begin data_wr <= 8'h90; state <= WRITE; end	//A0,A1,A2都接了GND，写地址为8'h90
-'d2:	begin data_wr <= 8'h00; state <= WRITE; end	//control byte为8'h00，采用4通道ADC中的通道0
+'d2:	begin data_wr <= 8'h40; state <= WRITE; end	//control byte为8'h40，打开DAC功能
-'d3:	begin state <= STOP; end	//I2C通信时序中的START
+'d3:	begin data_wr <= dac_data; state <= WRITE; dac_done <= 1'b0; end	//需要进行DAC转换的数据
-'d4:	begin state <= START; end	//I2C通信时序中的STOP
+'d4:	begin state <= STOP; end	//I2C通信时序中的结束STOP
-'d5:	begin data_wr <= 8'h91; state <= WRITE; end	//A0 A1 A2都接了GND，读地址为8'h91
-'d6:	begin state <= READ; adc_done <= 1'b0; end	//读取ADC的采样数据
-'d7:	begin state <= STOP; adc_done <= 1'b1; end	//I2C通信时序中的STOP，读取完成标志
-'d8:	begin state <= MAIN; end	//预留状态，不执行
 							default: state <= IDLE;	//如果程序失控，进入IDLE自复位状态
 						endcase
@@ 行 169: / 行 159: @@
 'd3:	begin scl_out_r <= 1'b0; end	//SCL拉低，准备发送下1bit的数据
 							//获取从设备的响应信号并判断
-'d4:	begin sda_out_r <= 1'bz; end	//释放SDA线，准备接收从设备的响应信号
+'d4:	begin sda_out_r <= 1'bz; dac_done <= 1'b1; end	//释放SDA线，准备接收从设备的响应信号
 'd5:	begin scl_out_r <= 1'b1; end	//SCL拉高，保持4.0us以上
 'd6:	begin if(sda_out) state <= IDLE; else state <= state; end	//获取从设备的响应信号并判断
-'d7:	begin scl_out_r <= 1'b0; state <= MAIN; end	//SCL拉低，返回MAIN状态
-							default: state <= IDLE;	//如果程序失控，进入IDLE自复位状态
-						endcase
-					end
-				READ:begin	//I2C通信时序中的读操作READ和返回ACK的操作
-						if(cnt <= 3'd6) begin	//共需要接收8bit的数据，这里控制循环的次数
-							if(cnt_read >= 3'd3) begin cnt_read <= 1'b0; cnt <= cnt + 1'b1; end
-							else begin cnt_read <= cnt_read + 1'b1; cnt <= cnt; end
-						end else begin
-							if(cnt_read >= 3'd7) begin cnt_read <= 1'b0; cnt <= 1'b0; end	//两个变量都恢复初值
-							else begin cnt_read <= cnt_read + 1'b1; cnt <= cnt; end
-						end
-						case(cnt_read)
-							//按照I2C的时序接收数据
-'d0:	begin scl_out_r <= 1'b0; sda_out_r <= 1'bz; end	//SCL拉低，释放SDA线，准备接收从设备数据
-'d1:	begin scl_out_r <= 1'b1; end	//SCL拉高，保持4.0us以上
-'d2:	begin adc_data_r[7-cnt] <= sda_out; end	//读取从设备返回的数据
-'d3:	begin scl_out_r <= 1'b0; end	//SCL拉低，准备接收下1bit的数据
-							//向从设备发送响应信号
-'d4:	begin sda_out_r <= 1'b0; adc_done <= 1'b1; adc_data <= adc_data_r; end	//发送响应信号，将前面接收的数据锁存
-'d5:	begin scl_out_r <= 1'b1; end	//SCL拉高，保持4.0us以上
-'d6:	begin scl_out_r <= 1'b1; adc_done <= 1'b0; end	//SCL拉高，保持4.0us以上
 'd7:	begin scl_out_r <= 1'b0; state <= MAIN; end	//SCL拉低，返回MAIN状态
 							default: state <= IDLE;	//如果程序失控，进入IDLE自复位状态
@@ 行 222: / 行 190: @@
 </code>
+---
+#### 小结
-====小结====
+本节主要为大家讲解了使用I2C驱动PCF8591的DAC功能的原理及软件设计，需要大家掌握的同时自己创建工程，通过整个设计流程，生成FPGA配置文件加载测试。
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-本节主要为大家讲解了使用I2C驱动PCF8591的ADC功能的原理及软件设计，需要大家掌握的同时自己创建工程，通过整个设计流程，生成FPGA配置文件加载测试。
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 如果你对Diamond软件的使用不了解，请参考这里：[[lattice_diamond的使用|Diamond的使用]]。
-====相关资料====
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+#### 相关资料
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-使用[[STEP-MXO2第二代]]的PCF8591的ADC驱动程序:  后续会有下载连接  待更新
+使用[[STEP-MXO2第二代]]的PCF8591的DAC驱动程序:  后续会有下载连接  待更新
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-使用[[STEP-MAX10]]的PCF8591的ADC驱动程序:  后续会有下载连接  待更新
+使用[[STEP-MAX10]]的PCF8591的DAC驱动程序:  后续会有下载连接  待更新
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