這樣理解單片機通信時序分析就對了！

所謂“時序”從字面意義上來理解，一是“時間問題”；二是“順序問題”。 

先說一下“順序問題”，這個相對簡單一些。我們在學UART串口通信的時候，先1位起始位，再8位數(shù)據(jù)位，最后1位停止位，這個先后順序不能錯。我們在學1602液晶的時候，比如寫指令，RS=L，R/W=L，D0~D7=指令碼，這三者的順序是無所謂的，但是最終的E=高脈沖，必須是在這三條程序之后，這個順序一旦錯誤，寫的數(shù)據(jù)也可會出錯。

而“時間問題”內(nèi)容相對復雜，比如UART通信，每一位的時間寬度是1/baud。我們初中就學過一個概念，世界上沒有絕對的準確。那么每一位的時間寬度1/baud要求精確到什么范圍內(nèi)呢？

單片機讀取UART的RXD引腳數(shù)據(jù)的時候，一位數(shù)據(jù)，單片機平均分成了16份，取其中的7、8、9三次讀到的結(jié)果，這三次中有2次是高電平那這一位就是1，有2次是低電平，那這一次就是0。如果我們的波特率稍微有些偏差，只要累計下來到最后一位停止位，這7、8、9還在范圍內(nèi)即可。如下圖所示：

UART信號采集時序圖

我們用三個箭頭來表示7、8、9這三次的采集位置，大家可以看到，當采集到 D7的時候，已經(jīng)有一次采集偏出去了，但我們采集到的數(shù)據(jù)還是不會錯，因為有2次采集正確。至于這個偏差允許多大，大家自己可以詳細算一下。實際上UART通信的波特率是允許一定范圍內(nèi)誤差存在的，但不能過大，否則就會采集錯誤。 

大家在計算波特率的時候，發(fā)現(xiàn)沒有整除，有小數(shù)部分的時候，就要特別小心了，因為小數(shù)部分是一概被舍掉的，于是計算誤差就產(chǎn)生了。我們用11.0592M晶振計算的過程中，11059200/12/32/9600得到的是一個整數(shù)，如果用12M晶振計算12000000/12/32/9600就會得到一個小數(shù)，大家可以算一下誤差多少，是否在誤差范圍內(nèi)。

1602的時序問題，大家要學會通過LCD1602的數(shù)據(jù)手冊提供的時序圖和時序參數(shù)表格來進行研究，而且看懂時序圖是學習單片機所必須掌握的一項技能，如下圖所示：

1602時序圖

大家看到這種圖的時候不要感覺害怕，說句不過分的話，單片機這些邏輯上的問題，只要小學畢業(yè)就可以理解的，很多時候是因為大家把問題想象的太難才學不下去的。 

我們先來看一下讀操作時序的RS引腳和R/W引腳，這兩個引腳先進行變化，因為是讀操作，所以R/W引腳首先要置為高電平，而不管它原來是什么。讀指令還是讀數(shù)據(jù)，都是讀操作，而且都有可能，所以RS引腳既有可能是置為高電平，也有可能是置為低電平，大家注意上圖的畫法。而RS和R/W變化了經(jīng)過Tsp1這么長時間后，使能引腳E才能從低電平到高電平發(fā)生變化。

而使能引腳E拉高經(jīng)過了tD這么長時間后，LCD1602輸出DB的數(shù)據(jù)就是有效數(shù)據(jù)了，我們就可以來讀取DB的數(shù)據(jù)了。讀完了之后，我們要先把使能E拉低，經(jīng)過一段時間后RS、R/W和DB才可以變化繼續(xù)為下一次讀寫做準備了。

而寫操作時序和讀操作時序的差別，就是寫操作時序中，DB的改變是由單片機來完成的，因此要放到使能引腳E的變化之前進行操作，其它區(qū)別大家可以自行對比一下。

細心的話就會發(fā)現(xiàn)，這個時序圖上還有很多時間標簽。比如E的上升時間tR，下降時間時間tF，使能引腳E從一個上升沿到下一個上升沿之間的長度周期tC，使能E下降沿后，R/W和RS變化時間間隔tHD1等等很多時間要求，這些要求怎么看呢？放心，只要是正規(guī)的數(shù)據(jù)手冊，都會把這些時間要求給大家標記出來的。

大家要善于把手冊中的這個表格和時序圖結(jié)合起來看，上面表中的數(shù)據(jù)都是時序參數(shù)，大家務必要學會自己看時序圖，這個很重要。此外，看以下解釋也需要結(jié)合時序圖來看。 

tC： 指的是使能引腳E從本次上升沿到下次上升沿的最短時間是400ns，而我們單片機因為速度較慢，一個機器周期就是1us多，而一條C語言指令肯定是一個或者幾個機器周期的，所以這個條件完全滿足。

tPW： 指的是使能引腳E高電平的持續(xù)時間最短是150ns，同樣由于我們的單片機比較慢，這個條件也完全滿足。

tR,tF： 指的是使能引腳E的上升沿時間和下降沿時間，不能超過25ns，別看這個數(shù)很小，其實這個時間限值是很寬裕的，我們實際用示波器測了一下開發(fā)板的這個引腳上升沿和下降沿時間大概是10ns到15ns之間，完全滿足。

tSP1： 指的是RS和R/W引腳使能后至少保持30ns，使能引腳E才可以變成高電平，這個條件同樣也完全滿足。

tHD1： 指的是使能引腳E變成低電平后，至少保持10ns之后，RS和R/W才能進行變化，這個條件也完全滿足。

tD： 指的是使能引腳E變成高電平后，最多100ns后，1602就把數(shù)據(jù)送出來了，那么我們就可以正常去讀取狀態(tài)或者數(shù)據(jù)了。

tHD2： 指的是讀操作過程中，使能引腳E變成低電平后，至少保持20ns，DB數(shù)據(jù)總線才可以進行變化，這個條件也完全滿足。

tSP2： 指的是DB數(shù)據(jù)總線準備好后，至少保持40ns，使能引腳E才可以從低到高進行使能變化，這個條件也完全滿足。

tHD2： 指的是寫操作過程中，要引腳E變成低電平后，至少保持10ns，DB數(shù)據(jù)總線才可以變化，這個條件也完全滿足。

好了，LCD1602的時序參數(shù)表已經(jīng)解析完成了，看完之后，是不是感覺比你想象的要簡單，沒有你想的那么困難。大家自己也得慢慢學會看這種時序圖和表格，在今后的學習中，這方面的能力尤為重要。如果以后換用了其它型號的單片機，那么就根據(jù)單片機的執(zhí)行速度來評估你的程序是否滿足時序要求。整體來說，器件都是有一個最快速度的限制，而沒有最慢限制，所以當換用高速的單片機后，通常都是靠在各步驟間插入軟件延時來滿足較慢的時序要求。