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如何弄懂单片机时序_关于单片机时序分析

发布时间:2020-06-15 发布时间:
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单片机时序是指单片机执行指令时应发出的控制信号的时间序列。这些控制信号在时间上的相互关系就是CPU的时序。它是一系列具有时间顺序的脉冲信号。


CPU发出的时序有两类:一类用于片内各功能部件的控制,它们是芯片设计师关注的问题,对用户没有什么意义。另一类用于片外存储器或I/O端口的控制,需要通过器件的控制引脚送到片外,这部分时序对分析硬件电路的原理至关重要,也是软件编程遵循的原则,需要认真掌握。


CPU发出的时序有两类:一类用于片内各功能部件的控制,它们是芯片设计师关注的问题,对用户没有什么意义。另一类用于单片机外部芯片的控制,这部分时序对分析硬件电路的原理至关重要,也是软件编程遵循的原则。


操作时序永远使用是任何一片IC芯片的最主要的内容。一个芯片的所有使用细节都会在它的官方器件手册上包含。所以使用一个器件事情,要充分做好的第一件事就是要把它的器件手册上有用的内容提取,掌握其工作时序。


在这里我们以液晶1602为例,分析其操作时序。其基本时序有读状态,写指令,读数据和写数据。


1602的引脚定义


我们首先来看1602的引脚定义,1602的引脚是很整齐的SIP单列直插封装,所以器件手册只给出了引脚的功能;

我们只需要关注以下几个管脚:


3脚:VL,液晶显示偏压信号,用于调整LCD1602的显示对比度,一般会外接电位器用以调整偏压信号,注意此脚电压为0时可以得到最强的对比度。


4脚:RS,数据/命令选择端,当此脚为高电平时,可以对1602进行数据字节的传输操作,而此脚为低电平时,则是进行命令字节的传输操作。命令字节,即是用来对LCD1602的一些工作方式作设置的字节;数据字节,即使用以在1602上显示的字节。值得一提的是,LCD1602的数据是8位的。


5脚:R/W,读写选择端。当此脚为高电平可对LCD1602进行读数据操作,反之进行写数据操作。笔者认为,此脚其实用处不大,直接接地永久置为低电平也不会影响其正常工作。但是尚未经过复杂系统验证,保留此意见。


6脚:E,使能信号,其实是LCD1602的数据控制时钟信号,利用该信号的上升沿实现对LCD1602的数据传输。


7~14脚:8位并行数据口,使得对LCD1602的数据读写大为方便。


写命令和写数据


在此,我们分析两个写时序:写命令和写数据。


写命令


当我们要写指令字,设置LCD1602的工作方式时:需要把RS置为低电平,RW置为低电平,然后将数据送到数据口D0~D7,最后E引脚一个高脉冲将数据写入。


voidWriteCommandLCD(unsignedcharWCLCD,BuysC)//BuysC为0时忽略忙检测


{


if(BuysC)ReadStatusLCD();//根据需要检测忙


LCD_Data=WCLCD;//将要写的命令放在数据线上


LCD_RS=0;//RS为低表明要写的为命令


LCD_RW=0;//RS为低表明执行的是写操作


LCD_E=0;


LCD_E=0;


LCD_E=1;//以上三条语句引入一个高脉冲


}


写数据


当我们要写入数据字,在1602上实现显示时:需要把RS置为高电平,RW置为低电平,然后将数据送到数据口D0~D7,最后E引脚一个高脉冲将数据写入。


voidWriteDataLCD(unsignedcharWDLCD)


{


ReadStatusLCD();//检测忙


LCD_Data=WDLCD;//将要写的命令放在数据线上


LCD_RS=1;//RS为高表明要写的为数据


LCD_RW=0;//RS为低表明执行的是写操作


LCD_E=0;


LCD_E=0;


LCD_E=1;//以上三条语句引入一个高脉冲


}


写指令和写数据,差别仅仅在于RS的电平不一样而已。以下是LCD1602的时序图,大家写驱动代码的时候一定要充分理解器件的时序图(配合文字说明),否则写不出合格的驱动代码,器件也就不能工作。大家可以将上面的代码对照下图,看是不是一回事。


看懂时序图注意事项


1、注意时间轴,如果没有标明(其实大部分也都是不标明的),那么从左往右的方向为时间正向轴,即时间在增长。


2、框出并注明了看懂此图的一些常识:


(1)时序图最左边一般是某一根引脚的标识,表示此行图线体现该引脚的变化,上图分别标明了RS、R/W、E、DB0~DB7四类引脚的时序变化。


(2)有线交叉状的部分,表示电平在变化,如上所标注。


(3)应该比较容易理解,如上图右上角所示,两条平行线分别对应高低电平,也正好吻合(2)中电平变化的说法。


(4)下,密封的菱形部分,注意要密封,表示数据有效,Valid Data这个词也显示了这点。


3、需要十分严重注意的是,时序图里各个引脚的电平变化,基于的时间轴是一致的。一定要严格按照时间轴的增长方向来精确地观察时序图。要让器件严格的遵守时序图的变化。在类似于18B20这样的单总线器件对此要求尤为严格。


4、以上几点,并不是LCD1602的时序图所特有的,绝大部分的时序图都遵循着这样的一般规则,所以大家要慢慢的习惯于这样的规则。


时序参数


时间的标注,也是个十分重要的信息,这些时间的标注表明了某些状态所要维持的最短或最长时间。因为器件的工作速度也是有限的,一般都跟不上主控芯片的速度,所以它们直接之间要有时序配合。




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