系统设计毕业论文建议

I2C总线接口协议设计及FPGA的实现摘要:简单介绍了I2C总线规范和提出一种基于FAGA的I2C总线接口协议的设计方法,并给出了仿真结果。关键词:I2C总线;FPGA;Verilog HDL0引言I2C总线是Philps公司开发的一种用于芯片间通讯的串行传输总线,它由串行时钟线SCL和串行数据线SDA完成全双工数据传送。由于它具有连线少、允许多主机控制、具有总线仲裁和同步等特点,被广泛应用到各个领域,并已经成为一种世界性的工业标准。本文结合现行的研究项目,利用ver-ilog HDL语言在FPGA上设计实现I2C总线接口功能。1I2C总线的基本原理I2C总线数据传输时,在时钟高电平期间数据线上必须保持有稳定的逻辑电平状态,高电平为数据1,低电平为数据0。只有在时钟线为低电平时,才允许数据线的电平状态变化。起始信号:在时钟线保持高电平期间,数据线出现由高电平向低电平变化时启动I2C总线,为I2C总线的起始信号。终止信号:在时钟线保持高电平期间数据线上出现由低到高的电平变化时将停止I2C总线的数据传送,为I2C总线的终止信号。应答信号:I2C总线数据传送时,每传送一个字节数据后都必须有应答信号。应答信号在第九个时钟位上出现,接收器输出低电平为应答信号(A),输出高电平则为非应答信号(-A)。图1为一次完整的数据传输。按照设计要求需要有8位双向数据线(data-bus),1位时钟线(clk),2位控制线(drive和r/-w)、一位握手线(mcf)、一位串行时钟线(scl)及一位串行数据线(sda)共计14位输入输出引线。EDA模块的主要功能是完成并行数据与串行数据的转换,在转换过程中串行数据的输入与输出必须满足I2C总线规范。分频器:由FPGA的锁相环输出的稳定时钟信号,由于频率很高所以必须经过分频模块输出满足I2C总线要求的数据传输速率。I2C总线接口控制时序逻辑块:I2C总线数据传输的所有时序控制逻辑都由它产生,是这个I2C模块的核心。数据锁存器:根据读写使能信号(r/-w)存储I2C己接收的或待发送的数据。移位寄存器:在时序控制逻辑模块的控制下根据读写使能信号(r/-w)对数据进行正确地处理。3verilog HDL代码设计由于I2C总线传输协议可知,I2C在传输过程中存在着几个固定的状态,因此我们采用同步状态机来设计I2C模块。主状态机共有5个状态:空闲(Idle),开始(Start),发送数据(Tx),接收数据(Rx),停止(Stop)。Idle:I2C总线处在空闲状态。Start:当drive信号为高电平时开始运作I2C模块,且根据(r/-w)判断进入下一状态。Tx:当(r/-w)为“0”时传输数据。Rx:当(r/-w)为“1”时接收数据。Stop:当数据传输完毕,跳入Stop状态。状态转移图如图3所示。4仿真验证对I2C总线串口设计的系统调试主要是看串行时钟线(scl)及串行数据线(sda)的输出是否满足I2C总线规范。为此我们将I2C模块实例化了两个模块master和slave,并设计了顶层模块调用master和slave,使用了进行了仿真。从图4和图5明显可知,当master的drive线置高电平且r/-w线为低电平时,I2C模块运作,产生起始信号Start,且在sda线发送8位数据,且在scl线发送9个时钟脉冲信号,等待mcf,若slave响应,则mcf为高电平,继续发5结论从以上对master和slave接口的读写时序的模拟仿真结果可以看出,整个时序满足I2C总线协议的时序要求,并且所编写的I2C接口模块的Verilog HDL代码是可综合的。本人已成功下载至altera公司EP2S90F1020C5器件上且模拟了I2C总线接口功能,基本实现项目要求。下一字节数据,直到产生终止信号Stop,sda线和scl线置高电平,发送数据终止,等待下一个起始信号Start。同样的,当slave的drive线置高电平时,I2C模块运作,r/-w线为’1’时接收数据功能启动。当mcf为’1’时,slave响应master,且在这时刻才能保证接收数据的准确性,当出现终止信号Stop时数据接收终止,等待下一个起始信号Start。图4和图5准确反映了master发送3字节数据和slave准确接收3字节数据的功能。参考文献[1]何立民.I2C总线应用系统设计[M].北京航空航天大学出版社,2004.[2]夏宇闻.Verilog数字系统设计教程[M].北京航空航天大学出版社,2005.[3]吴继华,王诚.Altera FPGA/CPLD设计(高级篇)[M].人民邮电出版社,2005.

1、论文题目：要求准确、简练、醒目、新颖。2、目录：目录是论文中主要段落的简表。（短篇论文不必列目录）3、提要：是文章主要内容的摘录，要求短、精、完整。字数少可几十字，多不超过三百字为宜。4、关键词或主题词：关键词是从论文的题名、提要和正文中选取出来的，是对表述论文的中心内容有实质意义的词汇。关键词是用作机系统标引论文内容特征的词语，便于信息系统汇集，以供读者检索。 每篇论文一般选取3-8个词汇作为关键词，另起一行，排在“提要”的左下方。主题词是经过规范化的词，在确定主题词时，要对论文进行主题，依照标引和组配规则转换成主题词表中的规范词语。5、论文正文：（1）引言：引言又称前言、序言和导言，用在论文的开头。 引言一般要概括地写出作者意图，说明选题的目的和意义, 并指出论文写作的范围。引言要短小精悍、紧扣主题。〈2）论文正文：正文是论文的主体，正文应包括论点、论据、 论证过程和结论。主体部分包括以下内容：a.提出-论点；b.分析问题-论据和论证；c.解决问题-论证与步骤；d.结论。6、一篇论文的参考文献是将论文在和写作中可参考或引证的主要文献资料，列于论文的末尾。参考文献应另起一页，标注方式按《GB7714-87文后参考文献著录规则》进行。中文：标题--作者--出版物信息（版地、版者、版期）：作者--标题--出版物信息所列参考文献的要求是：（1）所列参考文献应是正式出版物，以便读者考证。（2）所列举的参考文献要标明序号、著作或文章的标题、作者、出版物信息。

(一）摘要摘要是毕业设计（论文）主要信息的简要陈述，具有独立性和完整性。摘要内容包括本论文研究目的、方法、结果、结论四部分。千万不要讲一些人们已经做过的工作。要开门见山地讲本文的主要工作。摘要分中文摘要和外文摘要，中文摘要在前，一般300字左右，外文摘要另起一页，内容应与中文摘要对应。（二）正文毕业论文正文部分包括前言、主体和结论。前言作为开场白，应以简短的篇幅，说明毕业论文选题的目的和意义、国内外文献综述、研究的内容及预期目标，要求突出重点，实事求是。主体是毕业论文的核心部分，占主要篇幅。毕业论文正文字数一般要求在15000字以上。有创新的论文，字数不受限制。文中插入的图表要符合国家标准，经过精心设计后用计算机绘制，尽量避免扫描图表。结论是整个毕业论文的最后总结，完整、准确、简洁地指出以下内容：（1）毕业论文得到的结果所揭示的原理及其普遍规律；（2）研究中有无发现例外或本文尚难以解释和解决的问题；（3）与同类研究工作的异同；（4）进一步深入研究本课题的建议。（三）参考文献毕业设计（论文）要求有10篇以上的中外文参考文献，其中至少有一篇与设计（论文）内容相关的外文文献。毕业设计（论文）引用的文献应以近期发表的与毕业设计（论文）直接有关的文献为主。凡引用本人或他人已公开或未公开发表文献中的学术思想、观点或研究方法、设计方案等，不论借鉴、评论、综述，还是用做立论依据，都应编入参考文献目录。各条文献按在论文中的文献引用序号顺序排列。

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