單片機開發(fā)--時序影響

在單片機開發(fā)中，如果時序關系不正確定的話，數據就不能正確的讀寫。因此，在程序中，如何正確的控制時序關系，就顯得特別的重要。

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)現數碼管只顯示時間的奇數值，而偶數值則不顯示。

檢查了下程序，問題定位在讀出數據與寫入數據的函數，原函數具體如下：

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，數碼管顯示的時間正常。

而寫入數據的函數如下：

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);

}

}

若只將上面藍色部分的程序改為：

if(i<7)

{

SCLK=0;

}

重新燒寫進去后，數碼管也能正確的顯示。

以藍色那行程序的修改，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，對于寫數據，是在時鐘的上升沿，而讀數據，則是在時鐘的下降沿。

程序修改前，在往DS1302中寫入第八位數據后，時鐘信號就變?yōu)榈碗娖?。此后，進入讀階段，在DS1302還沒將數據送到SDA線上時，時鐘就變?yōu)楦唠娖?，此時對應的SDA上的數據，還是為寫入的數據1。

而程序修改后，即在SDA寫入數據后，在第八位數據時，SCLK就不降為低電平了，一直保持為高電平，直到DS1302將數據送到SDA時，才變?yōu)榈碗娖剑谙陆笛貢r對SDA上的數據進行采樣。

即修改后的程序，在讀寫操作交替那個時鐘，等到DS1302送數據到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，當程序燒寫進入后，發(fā)現不能正常的工作。

問題定位在I2C結束信號函數，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對調下，則能正確的讀寫24C08芯片內部的數據。

分析其原因，則在于若執(zhí)行Stop()這個函數之前時，若SDA上存在幾個周期的高電平時，此時執(zhí)行SCL=1;SDA=0，相當于多出了個I2C的開始信號，導致錯誤。

在實際中，總結了下以后幾點，希望可以盡量避免時序操作錯誤：

1. 特別注意單字節(jié)讀，寫函數剛開始或結束時，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;

5. 對于總線控制信號(如SPI總線的RST)，一切信號都準備好之后，控制信號才開啟。當總線要停止工作時，先將控制信號關斷，再作其他信號的處理；

6. 當然，得時刻警惕信號的建立時間與保持時間。

當然，若在程序中查找不出問題時，可采用示波器，同時測量時鐘與數據信號，判斷時序是否正確。