行为模块的实现 - 基于Avalon总线SHT11温湿度传感器自定义IP核的开发流程

　　2.3　行为模块的实现

　　行为模块实现的是SHT11的功能。该部分是整个设计的核心，实现对SHT11的控制。设计时必须根据驱动控制的规范以及时序的要求来编写。设计的过程中，信号的控制较为复杂，但在时序逻辑中，这又十分重要。可以设定一系列的寄存器，作为访问硬件的通道[7?8]。

　　根据其驱动规范，不同的命令实现相应的功能。传输开始时，应该发出启动信号。启动信号包括时钟线为高，数据线由高变低，并在下一个时钟线为高的时候将数据线变高。当启动信号开始后，输入相应指令(包含3位地址和5位命令)，通过数据线，确定接收到ACK信号后，表示SHT11已经正确接收命令。待一定的时间后，当数据线由高拉低后开始信号的传输。系统通过确认数据线上的ACK来确定每个字节的传输。数据传输完毕，进行CRC校验。校验完毕后，ACK为高，结束传输。

　　在进行设计时，采用嵌套状态机来实现驱动逻辑。根据驱动控制器的读写命令及读写时序，采取不同状态机来实现，如图2所示。输入命令之后，根据不同的读写请求，进入不同的状态机。

　　图2　状态机

　　通过rd和wr以及地址addr控制数据线的读写。当addr=1&&wr，则向数据线写数据(data_i)，data_i的输入格式是crc(1位)wr_data(16位)command(2位)，当addr=0&&wr，进入状态机;当addr=2& amp;&rd，从数据线读取数据data_o。

　　设内部寄存器command，根据不同的命令，进入不同的状态机循环：若command为01，通过数据线向寄存器写数据;若command为10，通过数据线从寄存器读数据;若command为其他，则读取数据。当传送8位数据后，需判断双向数据线DATA的ACK信号的高低，当接收到ACK信号时，再根据相应的命令，进行数据的传输。当数据传输完毕后，需要经行CRC校验。图3是仿真时序图，实现向寄存器写数据的功能。