如何看懂時(shí)序圖？

操作時(shí)序永遠(yuǎn)使用是任何一片IC芯片的最主要的內(nèi)容。一個(gè)芯片的所有使用細(xì)節(jié)都會(huì)在它的官方器件手冊(cè)上包含。所以使用一個(gè)器件事情，要充分做好的第一件事就是要把它的器件手冊(cè)上有用的內(nèi)容提取，掌握。介于中國(guó)目前的芯片設(shè)計(jì)能力有限，所以大部分的器件都是外國(guó)幾個(gè)IC巨頭比如TI、AT、MAXIM這些公司生產(chǎn)的，器件資料自然也是英文的多，所以，英文的基礎(chǔ)要在閱讀這些數(shù)據(jù)手冊(cè)時(shí)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(shí)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(cè)只給出了引腳的功能數(shù)據(jù)表：

我們只需要關(guān)注以下幾個(gè)管腳：

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

4腳：RS，數(shù)據(jù)/命令選擇端，當(dāng)此腳為高電平時(shí)，可以對(duì)1602進(jìn)行數(shù)據(jù)字節(jié)的傳輸操作，而此腳為低電平時(shí)，則是進(jìn)行命令字節(jié)的傳輸操作。命令字節(jié)，即是用來對(duì)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(dāng)此腳為高電平可對(duì)LCD1602進(jìn)行讀數(shù)據(jù)操作，反之進(jìn)行寫數(shù)據(jù)操作。筆者認(rèn)為，此腳其實(shí)用處不大，直接接地永久置為低電平也不會(huì)影響其正常工作。但是尚未經(jīng)過復(fù)雜系統(tǒng)驗(yàn)證，保留此意見。

6腳：E，使能信號(hào)，其實(shí)是LCD1602的數(shù)據(jù)控制時(shí)鐘信號(hào)，利用該信號(hào)的上升沿實(shí)現(xiàn)對(duì)LCD1602的數(shù)據(jù)傳輸。

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

現(xiàn)在來看LCD1602的操作時(shí)序：

在此，我們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(gè)寫時(shí)序：

① 當(dāng)我們要寫指令字，設(shè)置LCD1602的工作方式時(shí)：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(gè)高脈沖將數(shù)據(jù)寫入。

② 當(dāng)我們要寫入數(shù)據(jù)字，在1602上實(shí)現(xiàn)顯示時(shí)：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(gè)高脈沖將數(shù)據(jù)寫入。

發(fā)現(xiàn)了么，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(shí)序圖：

大家要慢慢學(xué)會(huì)看時(shí)序圖，要知道操作一個(gè)器件的精華便蘊(yùn)藏在其中，看懂看準(zhǔn)了時(shí)序，你操控這個(gè)芯片就是非常容易的事了。1602的時(shí)序是我見過的一個(gè)最簡(jiǎn)單的時(shí)序：

1、注意時(shí)間軸，如果沒有標(biāo)明(其實(shí)大部分也都是不標(biāo)明的)，那么從左往右的方向?yàn)闀r(shí)間正向軸，即時(shí)間在增長(zhǎng)。

2、上圖框出并注明了看懂此圖的一些常識(shí)：

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

(2).有線交叉狀的部分，表示電平在變化，如上所標(biāo)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(duì)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，Valid Data這個(gè)詞也顯示了這點(diǎn)。

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

4、以上幾點(diǎn)，并不是LCD1602的時(shí)序圖所特有的，絕大部分的時(shí)序圖都遵循著這樣的一般規(guī)則，所以大家要慢慢的習(xí)慣于這樣的規(guī)則。

也許你還注意到了上面有許多關(guān)于時(shí)間的標(biāo)注，這也是個(gè)十分重要的信息，這些時(shí)間的標(biāo)注表明了某些狀態(tài)所要維持的最短或最長(zhǎng)時(shí)間。因?yàn)槠骷墓ぷ魉俣纫彩怯邢薜?，一般都跟不上主控芯片的速度，所以它們直接之間要有時(shí)序配合。話說現(xiàn)在各種處理器的主頻也是瘋狂增長(zhǎng)，日后搞不好出現(xiàn)個(gè)雙核單片機(jī)也不一定就是夢(mèng)話。下面是時(shí)序參數(shù)表：

大家要懂得估計(jì)主控芯片的指令時(shí)間，可以在官方數(shù)據(jù)手冊(cè)上查到MCU的一些級(jí)別參數(shù)。比如我們現(xiàn)在用AVR M16做為主控芯片，外部12MHz晶振，指令周期就是一個(gè)時(shí)鐘周期為(2/12MHz)s，所以至少確定了它執(zhí)行一條指令的時(shí)間是us級(jí)別的。我們看到，以上給的時(shí)間參數(shù)全部是ns級(jí)別的，所以即便我們?cè)诔绦蚶锊患友訒r(shí)程序，也應(yīng)該可以很好的配合LCD1602的時(shí)序要求了。怎么看這個(gè)表呢?很簡(jiǎn)單，我們?cè)跁r(shí)序圖里可以找到TR1，對(duì)應(yīng)時(shí)序參數(shù)表，可以查到這個(gè)是E上升沿/下降沿時(shí)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(shí)間完成。大家看是不是這個(gè)意思?

現(xiàn)在我來解讀我對(duì)這個(gè)時(shí)序圖的理解：

當(dāng)要寫命令字節(jié)的時(shí)候，時(shí)間由左往右，RS變?yōu)榈碗娖?，R/W變?yōu)榈碗娖?，注意看是RS的狀態(tài)先變化完成。然后這時(shí)，DB0~DB7上數(shù)據(jù)進(jìn)入有效階段，接著E引腳有一個(gè)整脈沖的跳變，接著要維持時(shí)間最小值為tpw=400ns的E脈沖寬度。然后E引腳負(fù)跳變，RS電平變化，R/W電平變化。這樣便是一個(gè)完整的LCD1602寫命令的時(shí)序。

擴(kuò)展閱讀：51系列單片機(jī)關(guān)于時(shí)序問題

ps感謝熱心網(wǎng)友的指出錯(cuò)誤之處：

(1/12MHz)s是振蕩周期，而不是時(shí)鐘周期，因?yàn)闀r(shí)鐘周期(狀態(tài)周期)等于兩個(gè)振蕩周期，換句話說就是對(duì)振動(dòng)頻率進(jìn)行“二分頻”的振蕩信號(hào)，所以(2/12MHz)s才是晶振為12MHz時(shí)的時(shí)鐘周期。