【黑金云课堂】FPGA技术教程Vitis开发：PS端IIC通信

Vitis 开发第 8 节 PS IIC，选自 ALINX 黑金云课堂 FPGA 免费直播课。该课程由 ALINX 资深工程师团队倾力打造，从 0 到 1 系统化教学，帮助每位工程师跨过 FPGA 开发门槛。

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IIC 通信协议原理

概念

IIC 是一种半双工通信协议，其物理层和协议层的关键特征如下：

• 空闲状态： SCL（时钟线）和SDA（数据线）均保持高电平。
• 启动信号： SCL为高电平时，SDA由高电平拉低。
• 数据传输： 传输8位数据，在SCL高电平期间，SDA必须保持电平不变。
• 应答信号 (ACK/NACK)：

主控器释放SDA，接收端将其拉低表示已收到数据（ACK）。 若为高电平则表示未收到（NACK）。

• 特殊规则： 若主控器为接收方，收到最后一个字节后需发送NACK信号，通知从机结束发送并释放SDA，以便主控器发送停止信号。
• 停止信号： SCL为高电平时，SDA由低电平拉高。

💻️ 实验一：EEPROM 读写

• 实验对象： IIC 接口的 EEPROM 存储器
• 核心特性：
  • 容量： 4Kbit，分为2个Block，每个Block为256×8bit。
  • 速度： 最大频率400KHz。
  • 写操作： 支持16字节页写入模式。
  • 设备地址： 包含B0位用于选择Block，以及R/W位（1为读，0为写）。

关键注意点：

• 页写入环绕问题： 执行Page Write时，若写入数据跨页，地址会环绕回本页首地址，导致前面数据被覆盖。
• 读操作地址： 内部地址计数器自动加1，基于上一次读/写操作的地址，当前地址为address+1。oget、gpioinfo 等命令，是推荐的新一代接口

💻️ 实验二：LM75温度传感器控制

• 实验对象： LM75温度传感器。
• 设备地址： 7位器件地址为1001_A2A1A0。读取温度寄存器时，典型地址为1001000，即0x48。
• 温度寄存器与计算： 温度值为2个字节，共11 位有效数据。
• 标准精度： 0.125℃。
• 简化方案： 若只取高9位 (D10-D2)，精度为 0.125℃ × 4 =0.5℃。

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