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  • 如何看懂时序图
    2020-12-22 13:18:35

    时序图,

    LCD1602

    前面总算走完了对

    A

    VR

    MEGA16

    这块单片机的一些基本的应用方式了,这

    时候大家对

    A

    VR

    的一些内部资源比如定时器,

    ADC

    ,最主要的

    IO

    口的使用方

    式应该有了一个虽比较粗浅但是却比较形象的认识了。

    这节我们来看使用单片机

    的另外一大主题,就是用单片机来实现芯片控制。

    在前面的数码管显示一文中,

    就已经涉及到了用单片机来控制芯片为我们工

    作,

    CEPARK A

    VR

    开发板,为了达到增强驱动能力和节省

    IO

    口的作用,运用了

    移位寄存器

    74HC595

    来驱动两个四位八段数码管,是一个十分有创意的设计。

    但是前面的内容重心还是集中于对

    A

    VR

    IO

    口的控制,

    所以,

    我们从这节开始

    要正式逐渐深入的接触各种芯片了。

    先做个引子。单片机是一种微控制器,本身内部集成了数种资源比如

    CPU

    内存、

    内部和外部总线系统,

    目前大部分还会具有外存。

    他的主要任务是利用各

    种资源实现电平控制,

    可以以此控制与它相连的下级系统,

    广泛用于工业自动控

    制领域。

    我们就从这句话出发,首先单片机是用来做控制用的,而且利用的是本身的

    内部资源。但是,它的功能再强大,资源再丰富也总有一个上限,总有枯竭的一

    天。

    所以我们常常利用单片机外接芯片来弥补或者增强单片机的功能来完成我们

    所需功能的电路。

    比如程序存储器不足,

    可以外接外部存储器,

    比如单片机内部

    中断级不足,

    可以外接中断控制器等等。

    大家可以从这个角度来理解芯片控制的

    意义罢。

    今天我们用

    A

    VR

    单片机来实现对

    LCD1602

    液晶显示芯片的控制。

    首先从这个名字讲起,

    LCD

    :英文全称为

    Liquid

    Crystal

    Display

    ,即为液态

    晶体显示,也就是我们常说的液晶显示了。

    (平时老说

    LCDLCD

    ,可能大家也都

    不怎么注意过这个全称吧,呵呵,当增加词汇量了)

    1602

    则是表示这个液晶一

    共能显示

    2

    行数据,每一行显示

    16

    个字符。这个就是

    LCD1602

    的全部来由。

    液晶显示的使用有多广泛我就不多说了,

    LCD1602

    好像

    10

    元左右就可以拿到了

    的,不算贵。我们来看看现在市面都有哪些样子的

    1602

    ,下面从网上搜罗了几

    个(我手上的这个是蓝色背光白色字体的)

    其实显而易,见也就是背光和字体的颜色不一样罢,不过老实说,蓝色背光

    1602

    看上去显得确实比较亮,也许是人眼视觉的关系。

    接下来进入

    LCD1602

    使用的重点:

    操作时序

    。操作时序永远是使用任何一

    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。

    所以使用一个器件之前,

    要充分做好的第一件事就是要把它的器件手册

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  • 看懂时序图

    万次阅读 2018-10-08 11:16:56
    一、时序图  时序图是一种强调时间顺序的交互图,在时序图中,首先把参与交互的对象放在图的上方,沿X轴方向排列。通常把发起交互的对象放在左边,较下级对象依次放在 右边,然后把这些对象发送和接受的消息沿Y轴...

    一、时序图

         时序图是一种强调时间顺序的交互图,在时序图中,首先把参与交互的对象放在图的上方,沿X轴方向排列。通常把发起交互的对象放在左边,较下级对象依次放在 右边,然后把这些对象发送和接受的消息沿Y轴方向按时间顺序从上到下放置。这样就提供了控制流随着时间推移的清晰的可视化轨迹。

    纵向是时间轴,横轴是对象,对象的生命周期沿竖线向下延伸

    二、时序图元素

    1、角色

       系统角色,可以是人、及其甚至其他的系统或者子系统

    2、对象

    对象包括三种命名方式:

      第一种方式包括对象名和类名;

      第二中方式只显示类名不显示对象名,即表示他是一个匿名对象;

      第三种方式只显示对象名不显示类明。

    3、生命线

     生命线在顺序图中表示为从对象图标向下延伸的一条虚线,表示对象存在的时间,如下图

    4、控制焦点

    控制焦点是顺序图中表示时间段的符号,在这个时间段内对象将执行相应的操作。用小矩形表示

    5、消息

    同步消息  实线+加粗箭头

    异步消息 实线+箭头

    返回消息 虚线+箭头

    消息一般分为同步消息(Synchronous Message),异步消息(Asynchronous Message)和返回消息(Return Message).如下图所示:

    同步消息=调用消息(Synchronous Message)(消息的发送者发送完了 只能等待接受者)

      消息的发送者把控制传递给消息的接收者,然后停止活动,等待消息的接收者放弃或者返回控制。用来表示同步的意义。

     

      异步消息(Asynchronous Message)(消息的发送者发送完了 可以继续活动)

      消息发送者通过消息把信号传递给消息的接收者,然后继续自己的活动,不等待接受者返回消息或者控制。异步消息的接收者和发送者是并发工作的。

     

      返回消息(Return Message)

      返回消息表示从过程调用返回

    6、自关联消息

    表示方法的自身调用以及一个对象内的一个方法调用另外一个方法

    7、时序图实例:

     

     8、时序图和协作图是可以相互转化的,只要按F5就可以轻松转化。

       

    原文:http://blog.csdn.net/ggibenben1314/article/details/8572431

    中央控制序列图

    分布控制序列图

                                

    范例:[自调用、调用、创建、销毁、自销毁、同步、异步消息]

                             

    循环与条件:[loop 、alt、 opt、 guard警戒]

                     

    原文:http://blog.csdn.net/tanxiang21/article/details/8222188

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  • 有很多传感器手册给了我们时序图,我们只要按照时序图操作就行了,还有一些是标准接口,例如SPI,IIC,UART,这些可以利用硬件提供的收发器通信,还有一些我们没有足够的接口,或者没有对应的接口与之通信,我们可以...

    有很多传感器手册给了我们时序图,我们只要按照时序图操作就行了,还有一些是标准接口,例如SPI,IIC,UART,这些可以利用硬件提供的收发器通信,还有一些我们没有足够的接口,或者没有对应的接口与之通信,我们可以按照手册提供的时序图,利用IO来完成读写操作。完成的思路是模块化编程思想,将问题逐个分解。由大化小,实现小的功能。

    比如常用的单线协议的温湿度传感器DHT21.

     

    可以看到一共40BIT,并注意到是以8BIT为单位的,因此我们可以先规划成每次读取8BIT,读取5次,完成读取。

     

    开始读取时候,假设传感器是空闲的,那么这个时候传感器就是在高电平,主控想要发起读取,要给传感器一个读取的信号,

    这个信号就是先拉低至少500us,然后拉高20到40us.

    因此这个时候,主控的IO要处于输出状态,我们可以输出1,也可以输出0,先输出1,然后输出0,将0持续的事件大于500us,然后输出1

    保持20us到40us.

    为了靠谱,我这里拉低持续2ms,拉高持续30us.

    先设置IO的模式为输出模式。

    复制

    Write_AM2301_PIN_Init();

    拉低这个端口,即输出0

    复制

    RESET_AM2301_PIN();

    保持2ms,这样就满足最少500us了。

    复制

    HAL_Delay(2);

    然后拉高它,输出1

    复制

    SET_AM2301_PIN();

    保持30us

    复制

    rt_hw_us_delay(30);

    接下来传感器就该响应这个请求了,这个时候就要让主控读取信号的模式了

    读取相应,因为接下来器件会主动拉低总线80us,然后再拉高80us.

    我们先切换主控的这个IO到输入模式,进行读取。然后判断

    器件准备好的这个拉低拉高信号。

    第一步,切断刀输入模式,准备读取IO信号

    复制

    Read_AM2301_PIN_Init();

    Sensor_AnswerFlag=0;

    判断是否传感器拉低了总线,拉低表示传感器要发送准备好信号了

    复制

    if(Read_AM2301_PIN()==GPIO_PIN_RESET)

    {

    Sensor_AnswerFlag=1;

    Sys_CNT=0;

    等待准备好的拉低段80us结束,并计数,看看是否超时。

    复制

    while(Read_AM2301_PIN()==GPIO_PIN_RESET)

    {

    if(++Sys_CNT>3000)

    {

    Sensor_ErrorFlag=1;

    return 0;

    }

    }

    Sys_CNT=0;

    如果准备拉低状态顺利结束,再看看准备信号的拉高状态是否OK

    复制

    while(Read_AM2301_PIN()==GPIO_PIN_SET)

    {

    if(++Sys_CNT>3000)

    {

    Sensor_ErrorFlag=1;

    return 0;

    }

    }

    一切OK的话,就该读取实际的

    传感器
    输出值了。这个时候要写入到存储传感器40BIT数值的变量里了

    每次读取8BIT,一共5此,所以用个循环。方到准备好的变量数组里。

    复制

    for(i=0;i<5;i++)

    {

    AM2301_Data = Read_AM2301_Data();

    }

    接下来我们还要实现什么呢,当然是基本的读取8BIT的操作了。

     

    根据这个时序图,可以看出来什么是1,什么是0.

     

    我们看到总线在传输数据时候,拉低都是50us,只有拉高长短不同,长的表示1,短的表示0.

    因此我们读取每一位时候,只要先判断是不是低电平或者高电平,就行了。

    在低电平时候我们等待,当高电平到来我们判断是否大于28us,因为26us~28us表示0,70us标志1.

    所以我们找一个介于28到70us之间的判断阈值。

    比如我以30us作为阈值,当低电平结束后,我延时30us,如果是0,这个时候高电平肯定结束了,

    如果是1,高电平还在持续。

    因此我通过这个思路判断是0还是1.

    因为我要读取是8BIT,因此我用循环8次的操作。

    复制

    unsigned char Read_AM2301_Data(void)

    {

    unsigned char i,cnt,buffer,tmp;

    //要读取8次

    for (i = 0; i < 8; i++)

    {

    cnt=0;

    //判断低电平是否结束

    while(!Read_AM2301_PIN())

    {

    if(++cnt>=3000)

    break;

    }

    //低电平结束后,进入高电平,开始计时30us

    rt_hw_us_delay(30);

    tmp=0;

    //如果此时还是高电平,那么肯定是大于28us,确定是1来了,赋值1

    if(Read_AM2301_PIN())

    tmp=1;

    cnt=0;

    //等待高电平结束,号进入下一位的读取

    while(Read_AM2301_PIN())

    {

    if(++cnt>=2000)

    break;

    }

    //移位写入刚刚得到的1个BIT

    buffer<<=1;

    buffer|=tmp;

    }

    return buffer;

    }

    接下来实现什么呢?

    实现读取IO状态和写高低电平。

    复制

    unsigned char Read_AM2301_PIN(void)

    {

    return HAL_GPIO_ReadPin(AM2301_PORT, AM2301_PIN);

    }

    void SET_AM2301_PIN(void)

    {

    HAL_GPIO_WritePin(AM2301_PORT, AM2301_PIN,GPIO_PIN_SET);

    }

    void RESET_AM2301_PIN(void)

    {

    HAL_GPIO_WritePin(AM2301_PORT, AM2301_PIN,GPIO_PIN_RESET);

    }

    这里我直接调用的HAL库函数,其实这么做是方便移植,如果你要去其他芯片下使用,你只需要实现这3个函数以及延时函数就行了。逻辑顺序无需修改。最后奉上源码

    复制

    #include "stm32f0xx_hal.h"

    //读传感器 端口位定义,可修改

    //*

    #define AM2301_PIN GPIO_PIN_10

    #define AM2301_PORT GPIOA

    #define AM2301_GPIO_CLK_ENABLE() __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE()

    #define AM2301_GPIO_CLK_DISABLE() __HAL_RCC_GPIOA_CLK_DISABLE()

    unsigned char Sensor_AnswerFlag; //收到起始标志位

    unsigned char Sensor_ErrorFlag; //读取传感器错误标志

    unsigned int Sys_CNT;

    unsigned char AM2301_Data[5]={0x00,0x00,0x00,0x00,0x00};

    void Read_AM2301_PIN_Init(void)

    {

    AM2301_GPIO_CLK_ENABLE();

    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;

    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;

    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;

    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;

    GPIO_InitStruct.Pin = AM2301_PIN;

    HAL_GPIO_Init(AM2301_PORT, &GPIO_InitStruct);

    }

    void Write_AM2301_PIN_Init(void)

    {

    AM2301_GPIO_CLK_ENABLE();

    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;

    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;

    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;

    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;

    GPIO_InitStruct.Pin = AM2301_PIN;

    HAL_GPIO_Init(AM2301_PORT, &GPIO_InitStruct);

    }

    unsigned char Read_AM2301_PIN(void)

    {

    return HAL_GPIO_ReadPin(AM2301_PORT, AM2301_PIN);

    }

    void SET_AM2301_PIN(void)

    {

    HAL_GPIO_WritePin(AM2301_PORT, AM2301_PIN,GPIO_PIN_SET);

    }

    void RESET_AM2301_PIN(void)

    {

    HAL_GPIO_WritePin(AM2301_PORT, AM2301_PIN,GPIO_PIN_RESET);

    }

    unsigned char Read_AM2301_Data(void)

    {

    unsigned char i,cnt,buffer,tmp;

    for (i = 0; i < 8; i++)

    {

    cnt=0;

    while(!Read_AM2301_PIN())

    {

    if(++cnt>=3000)

    break;

    }

    rt_hw_us_delay(30);

    tmp=0;

    if(Read_AM2301_PIN())

    tmp=1;

    cnt=0;

    while(Read_AM2301_PIN())

    {

    if(++cnt>=2000)

    break;

    }

    buffer<<=1;

    buffer|=tmp;

    }

    return buffer;

    }

    unsigned char Read_Sensor(void)

    {

    unsigned char i;

    Write_AM2301_PIN_Init();

    RESET_AM2301_PIN();

    // rt_thread_mdelay(2);

    HAL_Delay(2);

    SET_AM2301_PIN();

    rt_hw_us_delay(30);

    SET_AM2301_PIN();

    Read_AM2301_PIN_Init();

    Sensor_AnswerFlag=0;

    if(Read_AM2301_PIN()==GPIO_PIN_RESET)

    {

    Sensor_AnswerFlag=1;

    Sys_CNT=0;

    while(Read_AM2301_PIN()==GPIO_PIN_RESET)

    {

    if(++Sys_CNT>3000)

    {

    Sensor_ErrorFlag=1;

    return 0;

    }

    }

    Sys_CNT=0;

    while(Read_AM2301_PIN()==GPIO_PIN_SET)

    {

    if(++Sys_CNT>3000)

    {

    Sensor_ErrorFlag=1;

    return 0;

    }

    }

    for(i=0;i<5;i++)

    {

    AM2301_Data[i] = Read_AM2301_Data();

    }

    }

    else

    {

    Sensor_AnswerFlag=0;

    }

    return 1;

    }

    此文章已获得原创/原创奖标签,著作权归21ic所有,未经允许禁止转载。

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    作者:gaoyang9992006

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  • 教你如何看懂时序图

    2013-08-03 10:43:58
    有两个PDF 教你看懂时序图和怎样读芯片数据手册.pdf 对于学看数据手册是很有帮助的
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  • 【资料】如何看懂时序图

    万次阅读 多人点赞 2018-02-06 08:26:02
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    我们都知道在学校是通过铃声来控制所有班级的上下课时间,那个单片机是通过什么样的办法进行取指令,执行指令和其它操作的呢?在这里引入了一个时序的概念:

    一、时钟电路
    单片机时钟电路有三种方式:
    1、单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器,引脚XTAL1和XTAL2分别是此放大器的输入端和输出端,XTAL1和XTAL2需外接上晶体和合适的电容。  


    2、有的单片机内部也自带时钟电路,用于产生时钟信号。
    3、单片机管脚XTAL2直接接晶振。



    二、周期

    1、时钟周期

    时钟电路产生时钟信号的周期我们叫时钟周期(振荡周期)。
    单片机通电后就产生了固定标称值的脉冲信号,单片机就是在脉冲信号的驱动下顺序地从ROM中(程序存储器)取出指令一条一条的顺序执行,然后进行一系列的微操作控制,来完成各种指定的动作。

    2、机器周期

    单片机每访问一次存储器的时间我们把它称为一个机器周期,它是一个时间基准就象我们日常生活中使用的秒一样。单片机中一个机器周期包括12个振荡周期。振荡周期就是振荡源的周期也就是我们使用的晶振的时间周期。一个12M的晶振它的时间周期是1/12微秒,那么使用12M晶振的单片机它的一个机器周期就应该等于12*1/12微秒,也就是1微秒。

    3、指令周期

      单片机中有些指令只要一个机器周期而有些指令则需要两个或三个机器周期另外还有两条指令需要4个机器周期。如何衡量指令执行时间的长短我们就要用到一个新的概念:指令周期,即执行一条指令所需的机器周期。

    三、时序

    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。



    这里,我们需要关注1602的几个管脚,分别是RS,RW,E,D0...D7。由上面的说明我们可以知道:

    RS:数据/命令(状态)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,进行命令(状态)字节的传输操作。

    RW: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。

    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。

    D0...D7:8位并行数据口。

    在此,我们分析两个写时序:写命令和写数据。


    1、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。

    void WriteCommandLCD(unsigned char WCLCD,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
    }


    2、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。

    void WriteDataLCD(unsigned char WDLCD)
    {
    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。



    看时序图需要注意的问题:

    1、注意时间轴,从左往右的方向为时间正向轴,即时间在增长。

    2、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。

    3、有线交叉状的部分,表示电平在变化。

    4、两条平行线分别对应高低电平,如上图右上角所示。

    5、密封的菱形部分,表示数据有效,Valid Data这个词也显示了这点。

    6、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。

    7、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。下面是时序参数表:

    大家要懂得估计主控芯片的指令时间,可以在官方数据手册上查到MCU的一些级别参数。比如我们现在用AVR M16做为主控芯片,外部12MHz晶振,指令周期就是一个时钟周期为(2/12MHz)s,所以至少确定了它执行一条指令的时间是us级别的。我 们看到,以上给的时间参数全部是ns级别的,所以即便我们在程序里不加延时程序,也应该可以很好的配合LCD1602的时序要求了。怎么看这个表呢?很简 单,我们在时序图里可以找到TR1,对应时序参数表,可以查到这个是E上升沿/下降沿时间,最大值为25ns,表示E引脚上的电平变化,必须在最大为 25ns之内的时间完成。大家看是不是这个意思?

    现在我来解读我对这个时序图的理解:

    当要写命令字节的时候,时间由左往右,RS变为低电平,R/W变为低电平,注意看是RS的状态先变化完成。然后这时,DB0~DB7上数据进入有效 阶段,接着E引脚有一个整脉冲的跳变,接着要维持时间最小值为tpw=400ns的E脉冲宽度。然后E引脚负跳变,RS电平变化,R/W电平变化。这样便 是一个完整的LCD1602写命令的时序。

    ps感谢热心网友的指出错误之处:

    (1/12MHz)s是振荡周期,而不是时钟周期,因为时钟周期(状态周期)等于两个振荡周期,换句话说就是对振动频率进行“二分频”的振荡信号,所以(2/12MHz)s才是晶振为12MHz时的时钟周期。


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空空如也

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