單片機(jī)開發(fā)--時(shí)序影響

在單片機(jī)開發(fā)中，如果時(shí)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(shí)序關(guān)系，就顯得特別的重要。

先來看以下的兩個(gè)例子：

1.DS1302時(shí)鐘芯片，采用SPI總線；

2.24C08存儲芯片，采用I2C總線。

在對DS1302進(jìn)行編程時(shí)，發(fā)現(xiàn)數(shù)碼管只顯示時(shí)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(shí)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(jìn)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(shí)序，其為下降沿采樣，如下圖所示：

從時(shí)序圖中，可看出，對于寫數(shù)據(jù)，是在時(shí)鐘的上升沿，而讀數(shù)據(jù)，則是在時(shí)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(shí)鐘信號就變?yōu)榈碗娖健４撕?，進(jìn)入讀階段，在DS1302還沒將數(shù)據(jù)送到SDA線上時(shí)，時(shí)鐘就變?yōu)楦唠娖剑藭r(shí)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(shí)，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(shí)，才變?yōu)榈碗娖?，在下降沿時(shí)對SDA上的數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣。

即修改后的程序，在讀寫操作交替那個(gè)時(shí)鐘，等到DS1302送數(shù)據(jù)到SDA線上后，才變?yōu)榈碗娖剑M(jìn)行采樣的。

對于24C08,其采用I2C總線技術(shù)，當(dāng)程序燒寫進(jìn)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(gè)函數(shù)之前時(shí)，若SDA上存在幾個(gè)周期的高電平時(shí)，此時(shí)執(zhí)行SCL=1;SDA=0，相當(dāng)于多出了個(gè)I2C的開始信號，導(dǎo)致錯(cuò)誤。

在實(shí)際中，總結(jié)了下以后幾點(diǎn)，希望可以盡量避免時(shí)序操作錯(cuò)誤：

1. 特別注意單字節(jié)讀，寫函數(shù)剛開始或結(jié)束時(shí)，時(shí)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(shí)，先將控制信號關(guān)斷，再作其他信號的處理；

6. 當(dāng)然，得時(shí)刻警惕信號的建立時(shí)間與保持時(shí)間。

當(dāng)然，若在程序中查找不出問題時(shí)，可采用示波器，同時(shí)測量時(shí)鐘與數(shù)據(jù)信號，判斷時(shí)序是否正確。