什么是時序圖
時序圖(Sequence Diagram),又名序列圖、循序圖、順序圖,是一種UML交互圖。它通過描述對象之間發送消息的時間順序顯示多個對象之間的動態協作。它可以表示用例的行為順序,當執行一個用例行為時,其中的每條消息對應一個類操作或狀態機中引起轉換的觸發事件。
教你如何看懂時序圖
操作時序永遠使用是任何一片IC芯片的最主要的內容。一個芯片的所有使用細節都會在它的官方器件手冊上包含。所以使用一個器件事情,要充分做好的第一件事就是要把它的器件手冊上有用的內容提取,掌握。介于中國目前的芯片設計能力有限,所以大部分的器件都是外國幾個IC巨頭比如TI、AT、MAXIM這些公司生產的,器件資料自然也是英文的多,所以,英文的基礎要在閱讀這些數據手冊時得到提高哦。即便有中文翻譯版本,還是建議看英文原版,看不懂時不妨再參考中文版,這樣比較利于提高。
我們首先來看1602的引腳定義,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據表:
我們只需要關注以下幾個管腳:3腳:VL,液晶顯示偏壓信號,用于調整LCD1602的顯示對比度,一般會外接電位器用以調整偏壓信號,注意此腳電壓為0時可以得到最強的對比度。
4腳:RS,數據/命令選擇端,當此腳為高電平時,可以對1602進行數據字節的傳輸操作,而此腳為低電平時,則是進行命令字節的傳輸操作。命令字節,即是用來對LCD1602的一些工作方式作設置的字節;數據字節,即使用以在1602上顯示的字節。值得一提的是,LCD1602的數據是8位的。
5腳:R/W,讀寫選擇端。當此腳為高電平可對LCD1602進行讀數據操作,反之進行寫數據操作。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。但是尚未經過復雜系統驗證,保留此意見。
6腳:E,使能信號,其實是LCD1602的數據控制時鐘信號,利用該信號的上升沿實現對LCD1602的數據傳輸。
7~14腳:8位并行數據口,使得對LCD1602的數據讀寫大為方便。
現在來看LCD1602的操作時序:
在此,我們可以先不讀出它的數據的狀態或者數據本身。所以只需要看兩個寫時序:
① 當我們要寫指令字,設置LCD1602的工作方式時:需要把RS置為低電平,RW置為低電平,然后將數據送到數據口D0~D7,最后E引腳一個高脈沖將數據寫入。
② 當我們要寫入數據字,在1602上實現顯示時:需要把RS置為高電平,RW置為低電平,然后將數據送到數據口D0~D7,最后E引腳一個高脈沖將數據寫入。
發現了么,寫指令和寫數據,差別僅僅在于RS的電平不一樣而已。以下是LCD1602的時序圖:
大家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,你操控這個芯片就是非常容易的事了。1602的時序是我見過的一個最簡單的時序:
1、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。2、上圖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)。應該比較容易理解,如上圖右上角所示,兩條平行線分別對應高低電平,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,表示數據有效,Valid Data這個詞也顯示了這點。
3、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。
4、以上幾點,并不是LCD1602的時序圖所特有的,絕大部分的時序圖都遵循著這樣的一般規則,所以大家要慢慢的習慣于這樣的規則。
也許你還注意到了上面有許多關于時間的標注,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。話說現在各種處理器的主頻也是瘋狂增長,日后搞不好出現個雙核單片機也不一定就是夢話。下面是時序參數表:
大家要懂得估計主控芯片的指令時間,可以在官方數據手冊上查到MCU的一些級別參數。比如我們現在用AVR M16做為主控芯片,外部12MHz晶振,指令周期就是一個時鐘周期為(2/12MHz)s,所以至少確定了它執行一條指令的時間是us級別的。我們看到,以上給的時間參數全部是ns級別的,所以即便我們在程序里不加延時程序,也應該可以很好的配合LCD1602的時序要求了。怎么看這個表呢?很簡單,我們在時序圖里可以找到TR1,對應時序參數表,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之內的時間完成。大家看是不是這個意思?
現在我來解讀我對這個時序圖的理解:
當要寫命令字節的時候,時間由左往右,RS變為低電平,R/W變為低電平,注意看是RS的狀態先變化完成。然后這時,DB0~DB7上數據進入有效階段,接著E引腳有一個整脈沖的跳變,接著要維持時間最小值為tpw=400ns的E脈沖寬度。然后E引腳負跳變,RS電平變化,R/W電平變化。這樣便是一個完整的LCD1602寫命令的時序。
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