單片機開發(fā)--時序影響
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在單片機開發(fā)中，如果時序關(guān)系不正確定的話，數(shù)據(jù)就不能正確的讀寫。因此，在程序中，如何正確的控制時序關(guān)系，就顯得特別的重要。
本文引用地址：http://www.bjwjmy.cn/article/201611/320781.htm先來看以下的兩個例子：
1.DS1302時鐘芯片，采用SPI總線；
2.24C08存儲芯片，采用I2C總線。
在對DS1302進行編程時，發(fā)現(xiàn)數(shù)碼管只顯示時間的奇數(shù)值，而偶數(shù)值則不顯示。
檢查了下程序，問題定位在讀出數(shù)據(jù)與寫入數(shù)據(jù)的函數(shù)，原函數(shù)具體如下：
uchar ReadDs1302()
{
uchar dat,i;
SCLK=1;
Delayus(2);
for(i=0;i<8;i++)
{
dat>>=1;
if(DATA==1)
{
dat|=0x80;
}
SCLK=1;
Delayus(2);
SCLK=0;
Delayus(2);
}
return da;
}
將上面紅色字體的那行程序刪除，或者改為：SCLK=0,再重新燒寫后，數(shù)碼管顯示的時間正常。
而寫入數(shù)據(jù)的函數(shù)如下：
void WriteDs1302(uchar dat)
{
uchar i;
SCLK=0;
Delayus(2);
for(i=0;i<8;i++)
{
DATA=dat&0x01;
Delayus(2);
SCLK=1;
Delayus(2);
SCLK=0;
dat>>=1;
Delayus(2);
}
}
若只將上面藍(lán)色部分的程序改為：
if(i<7)
{
SCLK=0;
}
重新燒寫進去后，數(shù)碼管也能正確的顯示。
以藍(lán)色那行程序的修改，分析其原因：
先看下SPI總線的讀操作時序，其為下降沿采樣，如下圖所示：
從時序圖中，可看出，對于寫數(shù)據(jù)，是在時鐘的上升沿，而讀數(shù)據(jù)，則是在時鐘的下降沿。
程序修改前，在往DS1302中寫入第八位數(shù)據(jù)后，時鐘信號就變?yōu)榈碗娖?。此后，進入讀階段，在DS1302還沒將數(shù)據(jù)送到SDA線上時，時鐘就變?yōu)楦唠娖?，此時對應(yīng)的SDA上的數(shù)據(jù)，還是為寫入的數(shù)據(jù)1。
而程序修改后，即在SDA寫入數(shù)據(jù)后，在第八位數(shù)據(jù)時，SCLK就不降為低電平了，一直保持為高電平，直到DS1302將數(shù)據(jù)送到SDA時，才變?yōu)榈碗娖?，在下降沿時對SDA上的數(shù)據(jù)進行采樣。
即修改后的程序，在讀寫操作交替那個時鐘，等到DS1302送數(shù)據(jù)到SDA線上后，才變?yōu)榈碗娖?，進行采樣的。
對于24C08,其采用I2C總線技術(shù)，當(dāng)程序燒寫進入后，發(fā)現(xiàn)不能正常的工作。
問題定位在I2C結(jié)束信號函數(shù)，具體如下所示：
void Stop()
{
SCL=1;
SDA=0;
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
SDA=1;
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
}
上面紅色兩行程序的順序?qū)φ{(diào)下，則能正確的讀寫24C08芯片內(nèi)部的數(shù)據(jù)。
分析其原因，則在于若執(zhí)行Stop()這個函數(shù)之前時，若SDA上存在幾個周期的高電平時，此時執(zhí)行SCL=1;SDA=0，相當(dāng)于多出了個I2C的開始信號，導(dǎo)致錯誤。
在實際中，總結(jié)了下以后幾點，希望可以盡量避免時序操作錯誤：
1. 特別注意單字節(jié)讀，寫函數(shù)剛開始或結(jié)束時，時鐘信號的高低電平；
2. 可確定1或者0為程序的默認(rèn)電平。如對于DS1302的CLK,可以低電平;
3. 從節(jié)省功耗的角度出發(fā)，盡量保證默認(rèn)電平功耗低。以I2C總線為例，因其有上拉電阻 的存在，故可保證默認(rèn)電平為高；
4. 同樣從功耗的角度出發(fā)，盡量保證各類信號少翻轉(zhuǎn);
5. 對于總線控制信號(如SPI總線的RST)，一切信號都準(zhǔn)備好之后，控制信號才開啟。當(dāng)總線要停止工作時，先將控制信號關(guān)斷，再作其他信號的處理；
6. 當(dāng)然，得時刻警惕信號的建立時間與保持時間。
當(dāng)然，若在程序中查找不出問題時，可采用示波器，同時測量時鐘與數(shù)據(jù)信號，判斷時序是否正確。
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