三個方面助你快速讀懂單片機時序圖

對于芯片開發(fā)使用來說，時序圖是較為核心也較為重要的一個知識點。在廠家給出的芯片數(shù)據(jù)手冊中，時序圖也是非常重要的參數(shù)細節(jié)。開發(fā)者拿到一款芯片時，首先需要做的就是閱讀其數(shù)據(jù)手冊，對上面的內(nèi)容進行提取和掌握。因此能夠順利的閱讀并了解到單片機時序圖想要傳達的意思是非常關(guān)鍵的，本文就將為大家介紹能夠順利讀懂時序圖的方法。

為了方便大家理解，這里以1602為例進行講解，1602的引腳是很整齊的SIP單列直插封裝，所以器件手冊只給出了引腳的功能數(shù)據(jù)表：

開發(fā)者只需要關(guān)注以下幾個管腳：

3腳：VL，液晶顯示偏壓信號，用于調(diào)整LCD1602的顯示對比度，一般會外接電位器用以調(diào)整偏壓信號，注意此腳電壓為0時可以得到最強的對比度。

4腳：RS，數(shù)據(jù)/命令選擇端，當此腳為高電平時，可以對1602進行數(shù)據(jù)字節(jié)的傳輸操作，而此腳為低電平時，則是進行命令字節(jié)的傳輸操作。命令字節(jié)，即是用來對LCD1602的一些工作方式作設(shè)置的字節(jié);數(shù)據(jù)字節(jié)，即使用以在1602上顯示的字節(jié)。值得一提的是，LCD1602的數(shù)據(jù)是8位的。

5腳：R/W，讀寫選擇端。當此腳為高電平可對LCD1602進行讀數(shù)據(jù)操作，反之進行寫數(shù)據(jù)操作。筆者認為，此腳其實用處不大，直接接地永久置為低電平也不會影響其正常工作。但是尚未經(jīng)過復(fù)雜系統(tǒng)驗證，保留此意見。

6腳：E，使能信號，其實是LCD1602的數(shù)據(jù)控制時鐘信號，利用該信號的上升沿實現(xiàn)對LCD1602的數(shù)據(jù)傳輸。

7~14腳：8位并行數(shù)據(jù)口，使得對LCD1602的數(shù)據(jù)讀寫大為方便。

LCD1602的操作時序

在此，可以先不讀出它的數(shù)據(jù)的狀態(tài)或者數(shù)據(jù)本身。所以只需要看兩個寫時序：

①當要寫指令字，設(shè)置LCD1602的工作方式時：需要把RS置為低電平，RW置為低電平，然后將數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)口D0~D7，最后E引腳一個高脈沖將數(shù)據(jù)寫入。

②當要寫入數(shù)據(jù)字，在1602上實現(xiàn)顯示時：需要把RS置為高電平，RW置為低電平，然后將數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)口D0~D7，最后E引腳一個高脈沖將數(shù)據(jù)寫入。

實際上寫指令和寫數(shù)據(jù)，差別僅僅在于RS的電平不一樣而已。以下是LCD1602的時序圖：

只要慢慢學會看時序圖，要知道操作一個器件的精華便蘊藏在其中，看懂看準了時序，再操控這個芯片就是非常容易的事了。這里使用1602作為例子主要是因為1602的時序是目前最簡單的時序之一。

注意時間軸，如果沒有標明(其實大部分也都是不標明的)，那么從左往右的方向為時間正向軸，即時間在增長。圖1框出并注明了看懂此圖的一些常識：

(1)時序圖最左邊一般是某一根引腳的標識，表示此行圖線體現(xiàn)該引腳的變化，上圖分別標明了RS、R/W、E、DB0~DB7四類引腳的時序變化。

(2)有線交叉狀的部分，表示電平在變化，如上所標注。

(3)應(yīng)該比較容易理解，如上圖右上角所示，兩條平行線分別對應(yīng)高低電平，也正好吻合(2)中電平變化的說法。

(4)上圖下，密封的菱形部分，注意要密封，表示數(shù)據(jù)有效，ValidData這個詞也顯示了這點。

需要十分嚴重注意的是，時序圖里各個引腳的電平變化，基于的時間軸是一致的。一定要嚴格按照時間軸的增長方向來精確地觀察時序圖。要讓器件嚴格的遵守時序圖的變化。在類似于18B20這樣的單總線器件對此要求尤為嚴格。

時間標注

細心的朋友或許注意到了文中關(guān)于時間的標注，這也是個十分重要的信息，這些時間的標注表明了某些狀態(tài)所要維持的最短或最長時間。因為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，所以它們直接之間要有時序配合。下面是時序參數(shù)表：

開發(fā)者要注意估計主控芯片的指令時間，可以在官方數(shù)據(jù)手冊上查到MCU的一些級別參數(shù)。比如現(xiàn)在用AVRM16做為主控芯片，外部12MHz晶振，(1/12MHz)s是振蕩周期，而不是時鐘周期，因為時鐘周期(狀態(tài)周期)等于兩個振蕩周期，換句話說就是對振動頻率進行“二分頻”的振蕩信號，所以(2/12MHz)s才是晶振為12MHz時的時鐘周期。

以上給的時間參數(shù)全部是ns級別的，所以即便在程序里不加延時程序，也應(yīng)該可以很好的配合LCD1602的時序要求了。怎么看這個表呢?很簡單，在時序圖里可以找到TR1，對應(yīng)時序參數(shù)表，可以查到這個是E上升沿/下降沿時間，最大值為25ns，表示E引腳上的電平變化，必須在最大為25ns之內(nèi)的時間完成。

以上介紹的這些內(nèi)容，雖然是以LCD1602為例，但這僅僅是為了幫助大家進行理解，其中提到的參數(shù)是大部分單片機都會有的，因此大家可以通過本文中給予的解讀方式來套用到其他單片機當中，大部分的單片機時序圖都會遵循文中給出的規(guī)則，當大家漸漸掌握其中的內(nèi)容后，就可以發(fā)現(xiàn)其實看懂單片機的時序圖其實并不難。