【黑金原創教程】【FPGA那些事兒-驅動篇I 】實驗二十三:DS1302模塊


實驗二十三:DS1302模塊

DS1302這只硬件雖然曾在《建模篇》介紹過,所以重復的內容請怒筆者懶惰嘮叨了,筆者盡可以一笑帶過,廢話少說讓我們進入正題吧。DS1302是執行事實時鍾(Real Time Clock)的硬件,采用SPI傳輸。

表示23.1 訪問(地址)字節。

[7]

[6]

[5]

[4]

[3]

[2]

[1]

[0]

1

A5

A4

A3

A2

A1

A0

R/W

DS1302作為從機任由主機蹂躪 ... 啊,是任由主機訪問才對。對此,訪問便有方向之分。如表23.1所示,訪問字節(地址字節)[0]為訪問方向1讀0寫。[6..1]為地址。[7]為常量1。除了訪問字節以外,DS1302也有數據字節。

clip_image002

圖23.1 寫操作的理想時序(主機視角)。

圖23.1是寫操作的理想時序圖,SCLK為串行時鍾,CS為拉高有效的片選(又名為RESET),DATA是數據進出的I/O。忘了說,DS1302由於使用SPI傳輸的關系,所以下降沿設置數據,上升沿鎖存數據。如圖23.1所示,左邊為訪問字節,右邊則是數據字節,CS拉高為寫操作有效。對此,主機先將訪問字節寫入,再將數據字節寫入指定的位置。閑置狀態,SCLK信號還有CS信號都是拉低發呆,而且讀寫數據都是由低至高。

至於Verilog則可以這樣描述,結果如代碼23.1所示:

1.    0:
2.    begin { rRST,rSCLK } <= 2'b10; T <= iAddr; i <= FF_Write; Go <= i + 1'b1; end
3.    1:
4.    begin T <= iData; i <= FF_Write; Go <= i + 1'b1; end
5.    2:
6.    begin { rRST,rSCLK } <= 2'b00; i <= i + 1'b1; end                  
7.    ...
8.    16,17,18,19,20,21,22,23:
9.    begin
10.        isQ = 1'b1;
11.        rSIO <= T[i-16];
12.        if( C1 == 0 ) rSCLK <= 1'b0;
13.         else if( C1 == FHALF ) rSCLK <= 1'b1;          
14.        if( C1 == FCLK -1) begin C1 <= 6'd0; i <= i + 1'b1; end
15.        else C1 <= C1 + 1'b1;
16.    end                  
17.    24:
18.    i <= Go;

代碼23.1

步驟0拉高片選,拉低時鍾,准備訪問字節,然后進入偽函數。步驟1准備數據字節,然后進入偽函數。步驟2拉低使能,拉低時鍾。

步驟16~23為寫入一個字節的偽函數,isQ為IO的輸出控制,rSIO為DATA的輸出驅動,rSCLK為SCLK的輸出驅動,FCLK為一個時鍾周期,FHALF為半周期。寫操作只要任由 T 全程驅動 rSIO即可,期間C1為0拉低時鍾,C1為半個周期便拉高時鍾。

步驟24則返回步驟。

clip_image004

圖23.2 寫操作的理想時序(從機視角)。

圖23.2則是從機視角的寫操作時序,從機任何時候都是利用上升沿讀取數據。

clip_image006

圖23.3 讀操作的理想時序(主機視角)。

圖23.3為讀操作的理想時序。T0~T7,主機寫入訪問字節並且指定讀出地址。T8~T15,從機讀出數據字節,期間DATA為輸入狀態,從機根據下降沿設置(更新)數據,主機為上升沿讀取。至於Verilog則可以這樣描述,結果如代碼23.2所示:

1.    0 :
2.    begin { rRST,rSCLK } <= 2'b10; T <= iAddr; i <= FF_Write; Go <= i + 1'b1; end              
3.    1:
4.    begin i <= FF_Read; Go <= i + 1'b1; end
5.    2:
6.    begin { rRST,rSCLK } <= 2'b00; D1 <= T; i <= i + 1'b1; end
7.    ...                  
8.    16,17,18,19,20,21,22,23:
9.    begin
10.         isQ = 1'b1;
11.         rSIO <= T[i-16];
12.         if( C1 == 0 ) rSCLK <= 1'b0;
13.         else if( C1 == FHALF ) rSCLK <= 1'b1;  
14.        if( C1 == FCLK -1) begin C1 <= 6'd0; i <= i + 1'b1; end
15.        else C1 <= C1 + 1'b1;
16.    end                  
17.    24:
18.    i <= Go;              
19.    ...                        
20.    32,33,34,35,36,37,38,39:
21.    begin
22.         isQ = 1'b0;            
23.        if( C1 == 0 ) rSCLK <= 1'b0;
24.         else if( C1 == FHALF ) begin rSCLK <= 1'b1; T[i-32] <= RTC_DATA; end      
25.        if( C1 == FCLK -1) begin C1 <= 6'd0; i <= i + 1'b1; end
26.        else C1 <= C1 + 1'b1;
27.    end
28.    40:
29.    i <= Go;

代碼23.2

步驟0拉低使能,拉低時鍾,准備訪問字節,進入偽函數寫。步驟1准備讀數據,進入為函數讀。步驟2為讀取數據,拉低使能,拉低時鍾。步驟16~24為協議一個字節的偽函數,步驟32~40為讀取一個字節的偽函數。拉低isQ讓IO為輸入狀態,C1為0拉低 rSCLK,C1為半個周期拉高 rSCLK並且讀取數據,上述操作重復8次便搞定。

clip_image008

圖23.4 讀操作的理想時序(從機視角)。

圖23.4為從機視角的讀操作,從機在T0~T7利用上升沿讀取數據,然后在T8~T15利用下降沿輸出數據。

表23.2 訪問內容/寄存器內容。

訪問地址

寄存器內容

 

[7]

[6]

[5]

[4]

[3]

[2]

[1]

[0]

范圍

81H

80H

CH

秒十位

秒個位

59~00

83H

82H

 

分十位

分個位

59~00

85H

84H

12/24

 

時十位

時個位

12/24~00

87H

86H

   

日十位

日個位

31~1

89H

88H

     

月十位

月個位

12~1

8BH

8AH

         

7~1

8DH

8CH

年十位

年個位

99~00

8FH

8EH

讀保護

               

C1H

C0H

               

FFH~00H

...

...

               

...

FDH

FCH

               

FFH~00H

表23.2為DS1302的訪問內容,或者說為寄存器地址與寄存器內容,其中秒寄存器的[7]為0開始計時,為1則停止計時。調用過程大致如下:

初始化:

l 發送8EH訪問字節,關閉寫保護;

l 發送84H訪問字節,初始化“時種”;

l 發送82H訪問字節,初始化“分鍾”;

l 發送80H訪問字節,初始化“秒鍾”,開始計時。

調用:

l 發送81H訪問字節,讀取“秒鍾”內容;

l 發送83H訪問字節,讀取“分鍾”內容;

l 發送85H訪問字節,讀取“時種”內容;

l 重復上述內容。

至於詳細過程還有具體的寄存器內容,筆者已在《建模篇》解釋過,所以讀者自己看着辦吧。接下來,讓我們進入本實驗的重點內容吧。

表32.3 DS1302的時序參數①。

   

最小

最大

時序參數

標示

時間

時鍾(50Mhz)

時間

時鍾(50Mhz)

Clock Frequency

FCLK

   

2Mhz

25

Clock High Time

TCH

250ns

12.5

   

Clock Low Time

TCL

250ns

12.5

   

Clock Rise and Fall

TR,TF

0ns

0

500ns

25

首先讓我們先來瞧瞧相關的時序參數。表23.3為速率為2Mhz的時序參數。DS1302最高速率為2Mhz並且無下限,50Mhz的量化結果為25。時鍾信號拉高TCH或拉低TCL至少需要保持250ns,量化結果為12.5。至於時鍾信號上山TR或者下山TF最大時間為500ns,極端說是最小時間是0ns。

clip_image010

圖23.5 時序參數①。

如圖23.5所示,那是時鍾信號還有相關的時序參數,左圖為理想時序,右圖為物理時序。

TR+TH造就前半時鍾周期,TF+TL造就后半時鍾周期,然后TR+TH+TF+TL 為一個時鍾周期。

表23.4 DS1302的時序參數②。

   

最小

最大

時序參數

標示

時間

時鍾(50Mhz)

時間

時鍾(50Mhz)

CE to Clock Setup

TCC

1us

50

   

Data to Clock Setup

TDC

50ns

2.5

   

clip_image012

圖23.6 時序參數②。

如表23.4是TCC還有TDC的時序參數,雖然兩者都有 Setup 字眼,實際上它們都是推擠作用的時序參數。如圖23.6的右圖所示,那是物理時序圖,TCC向右推擠SCLK信號,TDC向右推擠TDC信號。換做左圖的理想時序圖,TCC使SCLK被覆蓋,TDC使DATA被覆蓋。有些同學可能會被TCC的要求嚇到,既然是1us。原理上,它是時鍾周期的兩倍,不過那是推擠作用的時序參數,只要操作結束之前一直拉高CS即可無視。

clip_image013表23.4 DS1302的時序參數③。

   

最小

最大

時序參數

標示

時間

時鍾(50Mhz)

時間

時鍾(50Mhz)

CLOCK to Data Delay

TCDD

200ns

10

   

Clock to Data Hold

TCDH

70ns

3.5

   

clip_image015

圖23.7 時序參數③。

表23.4顯示TCDD還有TCDH兩只時序參數,如23.7的右圖所示,那是物理時序。我們知道DS1302是下降沿設置(輸出)數據,上升沿鎖存數據,期間TCDD將數據向右推擠,TCDH則就是典型的 THold,即鎖存數據以后的確保時間。如23.7的左圖所示,那是理想時序,由於這兩只都是小家伙,一般都無法完全覆蓋數據。

clip_image013[1]表23.5 DS1302的時序參數④

   

最小

最大

時序參數

標示

時間

時鍾(50Mhz)

時間

時鍾(50Mhz)

CE Inactive Time

TCWH

1us

50

   

CE to I/O High Impedance

TCDZ

70ns

3.5

   

SCLK to I/O High Impedance

TCCZ

70ns

3.5

   

表23.5有3個比較奇怪的時序參數,TCWH為片選信號進入靜態所需的時間,也認為是釋放片選所需的最小時間。至於 TCDZ 與 TCCZ 都是與高阻態有關的時序參數,而高阻態也與I/O息息相關。感覺上,高阻態好比一只切斷輸出的大刀,而且這只大刀必須由人操縱,其中TCDZ就是CE切斷輸出狀態所需的最小時間,TCCZ就是SCLK切斷輸出狀態所需的最小時間。

具體而言,如代碼代碼23.3所示:

module (...)
    ...
    input Call,
    inout SIO,
    ...
    assign SIO = !Call ? D1 : 1’bz;
endmodule

代碼23.3

代碼23.3告訴我們,SIO由 D1 驅動輸出,而且Call拉高便將SIO的輸出切斷。假設TSSZ(Call to I/O High Impedance)是Call切斷輸出所需的時間 ... 細心觀察,Call一旦拉低,SIO並不會立即輸出高阻態,則是必須經歷一段時間。至於高阻態的大小姨媽,一般都是硬件內部(從機)的糾紛,鮮少與驅動方(主機)扯上關系,所以我們在此聊聊就好。

clip_image017

圖23.8 寫操作的物理時序(時序參數)。

clip_image019

圖23.9 讀操作的物理時序(時序參數)。

最后附上兩張官方的原圖23.8還有圖23.9作為本說明的謝幕,讀者就自己慢慢看着辦吧。理解完畢,我們便可以開始建模了。

clip_image021

圖23.10 DS1302基礎模塊的建模圖。

圖23.10是DS1302基礎模塊的建模圖,內容包含控制模塊與功能模塊,功能模塊負責最基礎的讀寫操作,控制模塊則負責功能調度,准備訪問字節等任務。換之,功能模塊的右邊是驅動硬件資源的頂層信號。其中,功能模塊的oData穿過控制模塊直接驅動外圍。

ds1302_funcmod.v

clip_image023

圖23.11 DS1302功能模塊的建模圖。

圖23.11是DS1302功能模塊的建模圖,Call/Done位寬為2,其中 [1]為寫操作,[0]為讀操作。具體內容讓我們來看代碼吧:

1.    module ds1302_funcmod
2.    (
3.         input CLOCK, RESET,
4.         output RTC_NRST,RTC_SCLK,
5.         inout RTC_DATA,
6.         input [1:0]iCall,
7.         output oDone,
8.         input [7:0]iAddr,iData,
9.         output [7:0]oData
10.    );     

以上內容為相關的出入端聲明。

11.         parameter FCLK = 6'd25, FHALF = 6'd12; // 2Mhz,(1/2Mhz)/(1/50Mhz)
12.         parameter FF_Write = 6'd16, FF_Read = 6'd32;
13.         

以上內容為偽函數入口地址以及常量聲明。FCLK為一個周期,FHALF為半周期。

14.         reg [5:0]C1;
15.         reg [5:0]i,Go;
16.         reg [7:0]D1,T;
17.         reg rRST, rSCLK, rSIO;
18.         reg isQ,isDone;
19.         
20.        always @ ( posedge CLOCK or negedge RESET )    
21.             if( !RESET )
22.                  begin
23.                         C1 <= 6'd0;
24.                         { i,Go } <= { 6'd0,6'd0 };
25.                         { D1,T } <= { 8'd0,8'd0 };
26.                         { rRST, rSCLK, rSIO } <= 3'b000;
27.                         { isQ, isDone } <= 2'b00;
28.                    end

以上內容為相關的寄存器還有復位操作。D1為暫存讀取結果,T為偽函數的操作空間,isQ為 IO的控制輸出。

29.               else if( iCall[1] )
30.                    case( i )
31.                         
32.                          0:
33.                          begin { rRST,rSCLK } <= 2'b10; T <= iAddr; i <= FF_Write; Go <= i + 1'b1; end
34.                          
35.                          1:
36.                          begin T <= iData; i <= FF_Write; Go <= i + 1'b1; end
37.                          
38.                          2:
39.                          begin { rRST,rSCLK } <= 2'b00; i <= i + 1'b1; end
40.                          
41.                          3:
42.                          begin isDone <= 1'b1; i <= i + 1'b1; end
43.                          
44.                          4:
45.                          begin isDone <= 1'b0; i <= 6'd0; end
46.                          
47.                          /******************/
48.                          
49.                          16,17,18,19,20,21,22,23:
50.                          begin
51.                              isQ = 1'b1;
52.                              rSIO <= T[i-16];
53.                                
54.                              if( C1 == 0 ) rSCLK <= 1'b0;
55.                               else if( C1 == FHALF ) rSCLK <= 1'b1;
56.                          
57.                              if( C1 == FCLK -1) begin C1 <= 6'd0; i <= i + 1'b1; end
58.                              else C1 <= C1 + 1'b1;
59.                          end
60.                          
61.                          24:
62.                          i <= Go;
63.                          
64.                     endcase

以上內容為部分核心操作。以上內容是寫操作,步驟16~24是寫一個字節的偽函數。步驟0拉高片選,准備訪問字節,並且進入偽函數。步驟1准備寫入數據並且進入偽函數。步驟2拉低片選,步驟3~4則是用來產生完成信號。

65.            else if( iCall[0] )
66.                    case( i )
67.                     
68.                          0 :
69.                          begin { rRST,rSCLK } <= 2'b10; T <= iAddr; i <= FF_Write; Go <= i + 1'b1; end
70.                          
71.                          1:
72.                          begin i <= FF_Read; Go <= i + 1'b1; end
73.                          
74.                          2:
75.                          begin { rRST,rSCLK } <= 2'b00; D1 <= T; i <= i + 1'b1; end
76.                          
77.                          3:
78.                          begin isDone <= 1'b1; i <= i + 1'b1; end
79.                          
80.                          4:
81.                          begin isDone <= 1'b0; i <= 6'd0; end
82.                          
83.                          /*********************/
84.                          
85.                          16,17,18,19,20,21,22,23:
86.                          begin
87.                              isQ = 1'b1;
88.                              rSIO <= T[i-16];
89.                                
90.                              if( C1 == 0 ) rSCLK <= 1'b0;
91.                               else if( C1 == FHALF ) rSCLK <= 1'b1;
92.                          
93.                              if( C1 == FCLK -1) begin C1 <= 6'd0; i <= i + 1'b1; end
94.                              else C1 <= C1 + 1'b1;
95.                          end
96.                          
97.                          24:
98.                          i <= Go;
99.                          
100.                          /*********************/
101.                            
102.                          32,33,34,35,36,37,38,39:
103.                          begin
104.                              isQ = 1'b0;
105.                                
106.                              if( C1 == 0 ) rSCLK <= 1'b0;
107.                               else if( C1 == FHALF ) begin rSCLK <= 1'b1; T[i-32] <= RTC_DATA; end
108.                          
109.                              if( C1 == FCLK -1) begin C1 <= 6'd0; i <= i + 1'b1; end
110.                              else C1 <= C1 + 1'b1;
111.                          end
112.                          
113.                          40:
114.                          i <= Go;
115.                          
116.                     endcase
117.            

以上內容為部分核心操作。以上內容是讀操作,步驟16~24是寫一個字節的偽函數,步驟32~40則是讀一個字節的偽函數。步驟0拉高使能,准備訪問字節並且進入寫函數。步驟1進入讀函數。步驟2拉低使能之余,也將讀取結果暫存至D。步驟3~4用來產生完成信號。

118.            assign { RTC_NRST,RTC_SCLK } = { rRST,rSCLK };
119.            assign RTC_DATA = isQ ? rSIO : 1'bz;
120.            assign oDone = isDone;
121.            assign oData = D1;
122.    
123.    endmodule

以上內容為相關輸出驅動聲明,其中rSIO驅動RTC_DATA,D驅動oData。

ds1302_ctrlmod.v

clip_image025

圖23.11 DS1302控制模塊的建模圖。

圖23.11是該控制模塊的建模圖,右邊信號用來調用功能模塊,左邊信號則被調用,其中Call/Done 為8位寬,位寬內容如表23.6所示:

表23.6 Call/Done 的位寬內容。

內容

[7]

關閉寫保護

[6]

寫入時鍾

[5]

寫入分鍾

[4]

寫入秒鍾

[3]

開啟寫保護

[2]

讀取時鍾

[1]

讀取分鍾

[0]

讀取秒鍾

1.    module ds1302_ctrlmod
2.    (
3.         input CLOCK, RESET,     
4.         input [7:0]iCall,
5.         output oDone,
6.         input [7:0]iData,
7.         output [1:0]oCall,
8.         input iDone,
9.         output [7:0]oAddr, oData
10.    );     

以上內容為相關的出入端聲明。

11.         reg [7:0]D1,D2;
12.         
13.         always @ ( posedge CLOCK or negedge RESET )
14.             if( !RESET )
15.                  begin
16.                        D1 <= 8'd0;
17.                         D2 <= 8'd0;
18.                    end
19.              else 
20.                  case( iCall[7:0] )
21.                    
22.                         8'b1000_0000 : // Write unprotect
23.                         begin D1 = 8'h8E; D2 = 8'b0000_0000; end
24.                        
25.                         8'b0100_0000 : // Write hour
26.                         begin D1 = 8'h84; D2 = iData; end
27.                         
28.                         8'b0010_0000 : // Write minit
29.                         begin D1 = 8'h82; D2 = iData; end
30.                         
31.                         8'b0001_0000 : // Write second
32.                         begin D1 = 8'h80; D2 = iData; end
33.                         
34.                         8'b0000_1000 : // Write protect
35.                         begin D1 = 8'h8E; D2 = 8'b1000_0000; end
36.                         
37.                         8'b0000_0100 : // Read hour
38.                         begin D1 = 8'h85; end
39.                         
40.                         8'b0000_0010 : // Read minit
41.                         begin D1 = 8'h83; end
42.                         
43.                         8'b0000_0001 : // Read second  
44.                         begin D1 = 8'h81; end
45.                    
46.                    endcase
47.         

以上內容為准備訪問字節還有數據節還的周邊操作,它會根據iCall 的內容准備D1與D2。

48.         reg [1:0]i;
49.         reg [1:0]isCall;
50.         reg isDone;
51.         
52.         always @ ( posedge CLOCK or negedge RESET )
53.             if( !RESET )
54.                  begin
55.                         i <= 2'd0;
56.                         isCall <= 2'b00;
57.                         isDone <= 1'b0;
58.                    end

以上內容為相關寄存器聲明還有復位操作。

59.              else if( iCall[7:3] ) // Write action
60.                  case( i )
61.                    
62.                        0 :
63.                         if( iDone ) begin isCall[1] <= 1'b0; i <= i + 1'b1; end
64.                         else begin isCall[1] <= 1'b1; end
65.                         
66.                         1 :
67.                         begin isDone <= 1'b1; i <= i + 1'b1; end
68.                         
69.                         2 :
70.                         begin isDone <= 1'b0; i <= 2'd0; end
71.                          
72.                    endcase

以上內容為調用寫操作。

73.              else if( iCall[2:0] ) // Read action
74.                  case( i )
75.                    
76.                        0 :
77.                         if( iDone ) begin isCall[0] <= 1'b0; i <= i + 1'b1; end
78.                         else begin isCall[0] <= 1'b1; end
79.                         
80.                         1 :
81.                         begin isDone <= 1'b1; i <= i + 1'b1; end
82.                         
83.                         2 :
84.                         begin isDone <= 1'b0; i <= 2'd0; end
85.                          
86.                    endcase
87.          

以上內容為調用讀操作。

88.          assign oDone = isDone;
89.          assign oCall = isCall;
90.          assign oAddr = D1;
91.          assign oData = D2;
92.    
93.    endmodule

以上內容為相關的輸出驅動。

ds1302_basemod.v

該模塊的連線部署請參考圖23.10。

1.    module ds1302_basemod
2.    (
3.         input CLOCK, RESET,
4.         output RTC_NRST, RTC_SCLK,
5.         inout RTC_DATA,
6.         input [7:0]iCall,
7.         output oDone,
8.         input [7:0]iData,
9.         output [7:0]oData
10.    );
11.         wire [7:0]AddrU1;
12.         wire [7:0]DataU1;
13.         wire [1:0]CallU1;
14.         
15.         ds1302_ctrlmod U1
16.         (
17.             .CLOCK( CLOCK ),
18.              .RESET( RESET ),
19.              .iCall( iCall ),          // < top
20.              .oDone( oDone ),        // > top
21.              .iData( iData ),        // > top
22.              .oCall( CallU1 ),      // > U2
23.              .iDone( DoneU2 ),        // < U2
24.              .oAddr( AddrU1 ),        // > U2
25.              .oData( DataU1 )         // > U2
26.         );
27.         
28.         wire DoneU2;
29.         
30.         ds1302_funcmod U2
31.         (
32.              .CLOCK( CLOCK ),
33.              .RESET( RESET ),
34.              .RTC_NRST( RTC_NRST ),     // > top
35.              .RTC_SCLK( RTC_SCLK ),     // > top
36.              .RTC_DATA( RTC_DATA ),     // <> top
37.              .iCall( CallU1 ),                // < U1
38.              .oDone( DoneU2 ),            // > U1
39.              .iAddr( AddrU1 ),               // > U1
40.              .iData( DataU1 ),              // > U1
41.              .oData( oData )                // > top
42.         );
43.    
44.    endmodule
ds1302_demo.v

clip_image027

圖23.12 實驗二十三的建模圖。

圖23.12是實驗二十三的基礎模塊。核心操作先初始化DS1302基礎模塊,然后無間斷從哪里讀取時鍾,分鍾還有秒鍾,最后驅動至SMG基礎模塊。具體內容讓我們來看代碼吧。

1.    module ds1302_demo
2.    (
3.         input CLOCK, RESET,
4.         output RTC_NRST, RTC_SCLK, 
5.         inout RTC_DATA,
6.         output [7:0]DIG,
7.         output [5:0]SEL
8.    );

以上內容為相關出入端聲明。

9.         wire DoneU1;
10.         wire [7:0]DataU1;
11.         
12.        ds1302_basemod U1
13.        (
14.             .CLOCK( CLOCK ), 
15.             .RESET( RESET ),
16.             .RTC_NRST( RTC_NRST ),      // > top
17.             .RTC_SCLK( RTC_SCLK ),             // > top
18.             .RTC_DATA( RTC_DATA ),          // > top
19.             .iCall( isCall ),         // < core
20.             .oDone( DoneU1 ),        // > core
21.             .iData( D1 ),            // < core
22.             .oData( DataU1 )        // > core
23.        );
24.         

以上內容為DS1302基礎模塊的實例化。

25.         smg_basemod U2
26.         (
27.              .CLOCK( CLOCK ),
28.              .RESET( RESET ),
29.              .DIG( DIG ),          // > top
30.              .SEL( SEL ),          // > top
31.              .iData( D2 )          // < core
32.         );

以上內容為SMG基礎模塊的實例化。

34.        reg [3:0]i;
35.        reg [7:0]isCall;
36.        reg [7:0]D1;
37.        reg [23:0]D2;
38.        
39.        always @ ( posedge CLOCK or negedge RESET )
40.            if( !RESET )
41.                 begin
42.                      i <= 4'd0;
43.                      isCall <= 8'd0;
44.                      D1 <= 8'd0;
45.                      D2 <= 24'd0;
46.                  end
47.             else 

以上內容為相關寄存器聲明還有復位操作。

48.                 case( i )
49.                  
50.                        0:
51.                        if( DoneU1 ) begin isCall[7] <= 1'b0; i <= i + 1'b1; end
52.                        else begin isCall[7] <= 1'b1; D1 <= 8'h00; end
53.                        
54.                        1:
55.                        if( DoneU1 ) begin isCall[6] <= 1'b0; i <= i + 1'b1; end
56.                        else begin isCall[6] <= 1'b1; D1 <= { 4'd2, 4'd1 }; end
57.                        
58.                        2:
59.                        if( DoneU1 ) begin isCall[5] <= 1'b0; i <= i + 1'b1; end
60.                        else begin isCall[5] <= 1'b1; D1 <= { 4'd5, 4'd9 }; end
61.                        
62.                        3:
63.                        if( DoneU1 ) begin isCall[4] <= 1'b0; i <= i + 1'b1; end
64.                        else begin isCall[4] <= 1'b1; D1 <= { 4'd5, 4'd0 }; end
65.                        
66.                        /*************/
67.                        

以上內容為核心操作的部分內容,步驟0關閉寫保護,步驟1初始化時鍾,步驟2初始化分鍾,步驟3初始化秒鍾並且開啟計時。

68.                        4:
69.                        if( DoneU1 ) begin D2[7:0] <= DataU1; isCall[0] <= 1'b0; i <= i + 1'b1; end
70.                        else begin isCall[0] <= 1'b1; end
71.                        
72.                        5:
73.                        if( DoneU1 ) begin D2[15:8] <= DataU1; isCall[1] <= 1'b0; i <= i + 1'b1; end
74.                        else begin isCall[1] <= 1'b1; end
75.                        
76.                        6:
77.                        if( DoneU1 ) begin D2[23:16] <= DataU1; isCall[2] <= 1'b0; i <= 4'd4; end
78.                        else begin isCall[2] <= 1'b1; end
79.                        
80.                  endcase
81.    
82.    endmodule

步驟4讀取秒鍾然后暫存至D2[7:0],步驟5讀取分鍾然后暫存至D2[15:8],步驟6讀取時鍾然后暫存至D2[23:16]。綜合完畢情切下載程序,如果數碼管從21-59-50開始起跑,表示實驗成功。

細節一:完整的個體模塊

本實驗的DS1302基礎模塊雖然是就緒的完整模塊,不過依然無法滿足那些欲無止境的讀者 ... 例如,讀年或者讀天,還是利用DS1302的RAM。對此,讀者請自己探索然后嘗試擴展該基礎模塊吧。


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