时序图，LCD1602
前面总算走完了对A VR MEGA16这块单片机的一些基本的应用方式了，这时候大家对A VR的一些内部资源比如定时器，ADC，最主要的IO口的使用方式应该有了一个虽比较粗浅但是却比较形象的认识了。这节我们来看使用单片机的另外一大主题，就是用单片机来实现芯片控制。
在前面的数码管显示一文中，就已经涉及到了用单片机来控制芯片为我们工作，CEPARK A VR开发板，为了达到增强驱动能力和节省IO口的作用，运用了移位寄存器74HC595来驱动两个四位八段数码管，是一个十分有创意的设计。但是前面的内容重心还是集中于对A VR的IO口的控制，所以，我们从这节开始要正式逐渐深入的接触各种芯片了。
先做个引子。单片机是一种微控制器，本身内部集成了数种资源比如CPU、内存、内部和外部总线系统，目前大部分还会具有外存。他的主要任务是利用各种资源实现电平控制，可以以此控制与它相连的下级系统，广泛用于工业自动控制领域。
我们就从这句话出发，首先单片机用来做控制用的，而且是利用的是本身的内部资源。但是，它的功能再强大，资源再丰富也总有一个上限，总有枯竭的一天。所以我们常常利用单片机外接芯片来弥补或者增强单片机的功能来完成我们所需功能的电路。比如程序存储器不足，可以外接外部存储器，比如单片机内部中断级不足，可以外接中断控制器等等。大家可以从这个角度来理解芯片控制的意义罢。
今天我们用A VR单片机来实现对LCD1602液晶显示芯片的控制。
首先从这个名字讲起，LCD：英文全称为Liquid Crystal Display，即为液态晶体显示，也就是我们常说的液晶显示了。（平时老说LCDLCD，可能大家也都不怎么注意过这个全称吧，呵呵，当增加词汇量了）1602则是表示这个液晶一共能显示2行数据，每一行显示16个字符。这个就是LCD1602的全部来由。液晶显示的使用有多广泛我就不多说了，LCD1602好像10元左右就可以拿到了的，不算贵。我们来看看现在市面都有哪些样子的1602，下面从网上搜罗了几个（我手上的这个是蓝色背光白色字体的）：
其实显而易，见也就是背光和字体的颜色不一样罢，不过老实说，蓝色背光的1602看上去显得确实比较亮，也许是人眼视觉的关系。
接下来进入LCD1602使用的重点：操作时序。操作时序永远使用是任何一片IC芯片的最主要的内容。一个芯片的所有使用细节都会在它的官方器件手册上包含。所以使用一个器件事情，要充分做好的第一件事就是要把它的器件手册
上有用的内容提取，掌握。介于中国目前的芯片设计能力有限，所以大部分的器件都是外国几个IC巨头比如TI、AT、MAXIM这些公司生产的，器件资料自然也是英文的多，所以，英文的基础要在阅读这些数据手册时得到提高哦。即便有中文翻译版本，还是建议看英文原版，看不懂时不妨再参考中文版，这样比较利于提高。
我们首先来看1602的引脚定义,1602的引脚是很整齐的SIP单列直插封装，所以器件手册只给出了引脚的功能数据表：
我们只需要关注以下几个管脚：
3脚：VL，液晶显示偏压信号，用于调整LCD1602的显示对比度，一般会外接电位器用以调整偏压信号，注意此脚电压为0时可以得到最强的对比度。
4脚：RS，数据/命令选择端，当此脚为高电平时，可以对1602进行数据字节的传输操作，而为电平时，则是进行命令字节的传输操作。命令字节，即是用来对LCD1602的一些工作方式作设臵的字节；数据字节，即使用以在1602上显示的字节。值得一提的是，LCD1602的数据是8位的。
5脚：R/W，读写选择端。当此脚为高电平可对LCD1602进行读数据操作，反之进行写数据操作。笔者认为，此脚其实用处不大，直接接地永久臵为低电平也不会影响其正常工作。但是尚未经过复杂系统验证，保留此意见。
6脚：E，使能信号，其实是LCD1602的数据控制时钟信号，利用该信号的上升沿实现对LCD1602的数据传输。
7~14脚：8位并行数据口，使得对LCD1602的数据读写大为方便。
现在来看LCD1602的操作时序：
在此，我们可以先不读出它的数据的状态或者数据本身。所以只需要看两个写时序：
①当我们要写指令字，设臵LCD1602的工作方式时：需要把RS臵为低电平，RW臵为低电平，然后将数据送到数据口D0~D7，最后E引脚一个高脉冲将数据写入。
②当我们要写入数据字，在1602上实现显示时：需要把RS臵为高电平，RW臵为低电平，然后将数据送到数据口D0~D7，最后E引脚一个高脉冲将数据写入。
发现了么，写指令和写数据，差别仅仅在于RS的电平不一样而已。以下是LCD1602的时序图：
大家要慢慢学会看时序图，要知道操作一个器件的精华便蕴藏在其中，看懂看准了时序，你操控这个芯片就是非常容易的事了。1602的时序是我见过的一个最简单的时序：
1、注意时间轴，如果没有标明（其实大部分也都是不标明的），那么从左往右的方向为时间正向轴，即时间在增长。
2、上图框出并注明了看懂此图的一些常识：
(1).时序图最左边一般是某一根引脚的标识，表示此行图线体现该引脚的变化，上图分别标明了RS、R/W、E、DB0~DB7四类引脚的时序变化。
(2).有线交叉状的部分，表示电平在变化，如上所标注。
(3).应该比较容易理解，如上图右上角所示，两条平行线分别对应高低电平，也正好吻合(2)中电平变化的说法。
(4).上图下，密封的菱形部分，注意要密封，表示数据有效，Valid Data这个词也显示了这点。
3、需要十分严重注意的是，时序图里各个引脚的电平变化，基于的时间轴是一致的。一定要严格按照时间轴的增长方向来精确地观察时序图。要让器件严格的遵守时序图的变化。在类似于18B20这样的单总线器件对此要求尤为严格。
4、以上几点，并不是LCD1602的时序图所特有的，绝大部分的时序图都遵循着这样的一般规则，所以大家要慢慢的习惯于这样的规则。
也许你还注意到了上面有许多关于时间的标注，这也是个十分重要的信息，这些时间的标注表明了某些状态所要维持的最短或最长时间。因为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，所以它们直接之间要有时序配合。
话说现在各种处理器的主频也是疯狂增长，日后搞不好出现个双核单片机也不一定就是梦话。下面是时序参数表：
大家要懂得估计主控芯片的指令时间，可以在官方数据手册上查到MCU的一些级别参数。比如我们现在用A VR M16做为主控芯片，外部12MHz晶振，指令周期就是一个时钟周期为（1/12MHz）us，所以至少确定了它执行一条指令的时间是us级别的。我们看到，以上给的时间参数全部是ns级别的，所以即便我们在程序里不加延时程序，也应该可以很好的配合LCD1602的时序要求了。怎么看这个表呢？很简单，我们在时序图里可以找到TR1，对应时序参数表，可以查到这个是E上升沿/下降沿时间，最大值为25ns，表示E引脚上的电平变化，必须在最大为25ns之内的时间完成。大家看是不是这个意思？
现在我来解读我对这个时序图的理解：
当要写命令字节的时候，时间由左往右，RS变为低电平，R/W变为低电平，注意看是RS的状态先变化完成。然后这时，DB0~DB7上数据进入有效阶段，接着E引脚有一个整脉冲的跳变，接着要维持时间最小值为tpw=400ns的E脉冲宽度。然后E引脚负跳变，RS电平变化，R/W电平变化。这样便是一个完整的LCD1602写命令的时序。
下面来看看CEPARK A VR开发板的1602显示部分原理图：
如你所见，KID画的这个也太能省了，就直接接1k电阻了事…….只有一点要说，就是这个解法，VL脚也就是偏压信号脚的电压就是不可调的了，即对比度固定。
下面附上源程序，里面做了详细注释，希望第一次接触时序图的朋友可以好好对照一下时序图来分析程序。请点击下载附件:
作几点说明：
1、LCD1602对写进去的数据字节呢是以ASCII码识别的，所以写进去用以显示的字符数据必须是某一个ADCII码，当然如果你不想查ASCII表的话，可以用字符来代替，即用单引号包含的字符常量。所以，也由此推出，’0’和30H （0的ASCII码）是等价的。
2、操作1602，要先对1602进行初始化，数据手册里写的比较清楚，并且对各个命令字的写入并没有先后要求。
3、1602是有自定义字符的功能的，大家熟悉基本操作之后可以尝试自行拓展
4、在每次写完数据之后，应该要将E引脚臵为低电平，为下一次E的高脉冲做准备。延伸来说，这叫释放时钟线，要养成释放时钟线的好习惯。对配合时序大有裨益。
5、可以将所要显示的字符一次定义在一个字符数组里，以调用字符数组的形式
调用显示数据，这样程序会变得简洁而高效。
6、记住时序的要求，往往是对最小时间有要求，在你严格配合时序的情况下仍然的不到理想的结果时，可以尝试插入延时。这个并不违反时序的要求。况且相当多的器件手册并没有详细的讲述最小时间要求。
第一章单片机的内部结构 一．单片机的时序 1．时序的由来 单片机执行指令的过程就是顺序地从ROM（程序存储器）中取出指令一条一条的顺序执行，然后进行一系列的微操作控制，来完成各种指定的动作。它在协调内部的各种动作时必须要有一定的顺序，换句话说就是这一系列微操作控制信号在时间上要有一个严格的先后次序，这种次序就是单片机的时序。 2．时序的周期 计算机每访问一次存储器的时间，我们把它称为一个机器周期。它是一个时间基准。就象我们日常生活中使用的秒一样。计算机中一个机器周期包括12个振荡周期。振荡周期就是振荡源的周期，也就是我们使用的晶振的时间周期。一个12M的晶振它的时间周期是T=1/f，也就是1/12微秒。那么使用12M晶振的单片机它的一个机器周期就应该等于12*1/12微秒，也就是1uS 。 在89C51单片机中有些指令只要一个机器周期,而有些指令则需要两个或三个机器周期,另外还有两条指令需要4个机器周期。如何衡量指令执行时间的长短我们就要用到一个新的概念：指令周期—即执行一条指令所需的机器周期.INTEL公司规定了每一条指令执行的机器周期。 振荡周期：指振荡源的周期，若为内部产生方式时，为石英晶体的振荡周期。 时钟周期：(称S周期)为振荡周期的两倍，时钟周期＝振荡周期P1十振荡周期P2。 机器周期：一个机器周期含6个时钟周期(S周期)。 指令周期：完成一条指令占用的全部时间。805l的指令周期含1—4个机器周期，其中多数为单周期指令，还有2周期和4周期指令。 若fosc＝6MHz，则805l的： 振荡周期＝1／6us；时钟周期＝1／3us； 机器周期＝2us；指令周期＝2—8us。 二．单片机的时钟电路 单片机是在一定的时序控制下工作的,时钟是时序的基础。单片机本身就如同一个复杂的同步时序电路,为了保证同步工作方式的实现,电路就要在唯一的时钟信号控制下按时序进行工作。 1 内部时钟电路 在MCS-51单片机的内部有一个高增益的反相放大器，其输入端为引脚XTAL1（19脚），输出端为XTAL2（18脚），我们只要在外部接上两个电容和一个晶振，就能构成一个稳定的自激振荡器，看上面的图，晶振的大小与单片机的振荡频率有关，我们到串行接口时再详细讲解。电容的大小影响着振荡器振荡的稳定性和起振的快速性，通常选择10-30P的瓷片电容或校正电容；另外在设计电路时晶振和电容应尽可能的靠近芯片，以减少PCB板的分布电容保证振荡器工作的稳定性，提高系统的抗干扰能力。 2 外部时钟电路 除了内部时钟方式外，单片机还可以采用引入外部时钟的振荡方式，当我们的系统由多片单片机组成时，为了保证各单片机之间时钟信号的同步，就应当引入唯一的公用的外部脉冲信号作为各单片机的振荡脉冲，此时应将XTAL2悬空不用，外部脉冲信号由XTAL1引入。如下图所示。
MCS-51单片机的指令时序 时序是用定时单位来描述的，MCS-51的时序单位有四个，它们分别是节拍、状态、机器周期和指令周期，接下来我们分别加以说明。 ·节拍与状态： 我们把振荡脉冲的周期定义为节拍（为方便描述，用P表示），振荡脉冲经过二分频后即得到整个单片机工作系统的时钟信号，把时钟信号的周期定义为状态（用S表示），这样一个状态就有两个节拍，前半周期相应的节拍我们定义为1(P1)，后半周期对应的节拍定义为2(P2)。 ·机器周期： MCS-51有固定的机器周期，规定一个机器周期有6个状态，分别表示为S1-S6，而一个状态包含两个节拍，那么一个机器周期就有12个节拍，我们可以记着S1P1、S1P2……S6P1、S6P2，一个机器周期共包含12个振荡脉冲，即机器周期就是振荡脉冲的12分频，显然，如果使用6MHz的时钟频率，一个机器周期就是2us，而如使用12MHz的时钟频率，一个机器周期就是1us。 ·指令周期： 执行一条指令所需要的时间称为指令周期，MCS-51的指令有单字节、双字节和三字节的，所以它们的指令周期不尽相同，也就是说它们所需的机器周期不相同，可能包括一到四个不等的机器周期（这些内容，我们将在下面的章节中加以说明）。 ·MCS-51的指令时序： MCS-51指令系统中，按它们的长度可分为单字节指令、双字节指令和三字节指令。执行这些指令需要的时间是不同的，也就是它们所需的机器周期是不同的，有下面几种形式： ·单字节指令单机器周期 ·单字节指令双机器周期 ·双字节指令单机器周期
·三字节指令双机器周期 ·单字节指令四机器周期(如单字节的乘除法指令) 下图是MCS-51系列单片机的指令时序图： 上图是单周期和双周期取指及执行时序，图中的ALE脉冲是为了锁存地址的选通信号，显然， 每出现一次该信号单片机即进行一次读指令操作。从时序图中可看出，该信号是时钟频率6分 频后得到，在一个机器周期中，ALE信号两次有效，第一次在S1P2和S2P1期间，第二次在 S4P2和S5P1期间。 接下来我们分别对几个典型的指令时序加以说明。 ·单字节单周期指令： 单字节单周期指令只进行一次读指令操作，当第二个ALE信号有效时，PC并不加1，那么读出的还是原指令，属于一次无效的读操作。 ·双字节单周期指令： 这类指令两次的ALE信号都是有效的，只是第一个ALE信号有效时读的是操作码，第二个ALE信号有效时读的是操作数。
串行通信（Serial Communication） 方式0。串行口为同步移位寄存器的输入\输出方式，主要用于扩展并行输入或输出口。对51单片机，数据由RXD（P3.0）引脚输入或输出，同步移位脉冲由TXD（P3.1）引脚输出。发送和接收均为8位数据，低位在先，高位在后，波特率固定为f osc/12. 方式1。方式1是10位数据的异步通信口，其中，1位起始位，8位数据位，1位停止位。TXD（P3.1）为数据发送引脚，RXD（P3.0）为数据接收引脚。其传输波特率是可变的，对于51单片机，波特率由定时器1的溢出率决定。方式1的使用很普遍，需要完全掌握。 方式2，3。方式2,3为11位数据的异步通信口。TXD（P3.1）为数据发送引脚，RXD （P3.0）为数据接收引脚。这两种方式下起始位1位，数据9位（含一位附加的第9位，发送时为SCON的TB8，接收时为RB8），停止位1位，一帧数据为11位。方式2的波特率固定为晶振频率的1/64或1/32。方式3的波特率由定时器T1的溢出率决定。 方式2和方式3的差别仅在于波特率的选取方式不同，在两种方式下，接受到的停止位与SBUF、RB8及RI都无关。 串行口基本结构 SBUF相当于一个8位的寄存器。 SBUF共用一个地址99H，但是在物理上是两个独立的寄存器，由指令操作决定访问哪一个寄存器。接收器具有双缓冲结构，即在从接收寄存器中读出前一个已收到的字节之前，便能接收第二个字节。若果第二个字节已接收完毕，第一个字节还没有读出，则将丢失第一个字节。
串行口方式1的时序（Time Sequence） 串行口方式1传送一帧数据（A frame of data）的格式如下： 一帧数据供10位，1位起始位（0），8位数据位，最低位在前，最高位在后，1位停止位（1），帧与帧之间有空闲，也可以无空闲。 方式1数据输出时序图如下： 方式1数据输出时序图 当数据被写入SBUF寄存器后，单片机自动开始从起始位发送数据，发送到停止位的开始时，由内部硬件将TI置1，向CPU申请中断，接下来可在中断服务程序中作相应处理，也可以选择不进入中断。 方式1数据输入时序图 用软件置REN为1时，接收器以所选择波特率的16倍速率采样RXD引脚电平，检测到RXD引脚输入电平发生负跳变时，则说明起始位有效，将其移入输入移位寄存器，并开始接收这一帧信息的其余位。接收过程中，数据从输入移位寄存器右边移入，起始位移至输
短学期实验报告 （单片机系统设计） 题目： 专业： 指导教师： 学生姓名： 学号： 完成时间： 成绩：
基于单片机的交流电压表设计 目录 1系统的设计要求 (2) 2系统的硬件要求 (2) 2.1真有效值转换电路的分析 (2) 2.2放大电路的设计 (3) 2.3A/D转换电路的设计 (3) 2.4单片机电路的分析 (4) 2.5显示电路 (4) 3 软件设计 (5) 3.1 软件的总流程图 (5) 3.2 初始化定义与定时器初始化流程图 (5) 3.3 A/D转换流程图 (6) 3.4 数据处理流程图 (6) 3.5 数据显示流程图 (7) 4 调试 (7) 4.1 调试准备 (7) 4.2 关键点调试 (7) 4.3 测试结果 (8) 4.4 误差分析 (8) 5结束语 (8) 5.1 总结 (9) 5.2 展望 (9) 附录1 总原理图 (10) 附录2 程序 (10) 附录3 实物图 (14)
基于单片机的交流电压表设计 ****学院 ****专业 姓名 指导老师：******* 1 设计要求 （1）运用单片机实现真有效值的检测和显示。 （2）数据采集使用中断方式，显示内容为有效值与峰值交替进行。 2 硬件设计 本系统是完成一个真有效值的测量和显示，利用AD737将交流电转换成交流电压的有效值，用ADC0804实现模数转换，再通过单片机用数码管来显示。系统原理框图如图2-1所示。系统框图由真有效值转换电路、放大电路、A/D 转换电路、单片机电路、数码管显示电路五部分。 图2-1 原理框图 2.1 真有效值转换电路 真有效值转换电路主要是利用AD737芯片来实现真有效值直流变换的，即将输入的交流信号转换成直流信号的有效值，其原理图如图2-2所示。 图2-2 真有效值转换电路 由于AD737最大输入电压为200mV, 所以需要接两个二极管来限制输入电压，起到限幅的作用。如图中D1、D2，由IN4148构成，电容C6是耦合电容，电阻R1是限流电阻。 2.2 放大电路设计 放大电路主要是利用运放uA741来进行放大，电路原理图如图2-3所示。 A/D 转换 单片机 电路 显示 电路 转换 电路 交流 信号 放大 电路
https://www.doczj.com/doc/813087118.html,/itangcle CPE/EE 421 Microcomputers WEEK #10 Interpreting the Timing Diagram 如何读懂时序图 The 68000 Read Cycle A H U A H
2 4 U A H An alternative form of the timing diagram General form of the timing diagram Alan Cl ements 3 U A H Actual behavior of a D flip - f lop Timing Diagram of a Simple Flip - F lop Idealized form of the timing diagram Data hold time Data setup time Max time f or output to become v alid af ter clock
8 Address Timing 地址时序 ?We are interested in when the 68000 generates a new address for use in the current memory access 我们感兴趣的是当6800芯片能够生成一个新的地址供当前的内存访问 ?The next slide shows the relationship between the new address and the state of the 68000 ’s clock 下面展示的是新的地址跟6800芯片时钟的 关系 Alan Cl ements
单片机时序分析 前面我们介绍了延时程序，但这还不完善，因为，我们只知道DJNZ R6，D2这句话会被执行62500次，但是执行这么多次需要多长时间呢？是否满足我们的要求呢？我们还不知道，所以下面要来解决这个问题。 先提一个问题：我们学校里什么是最重要的。（铃声）校长可以出差，老师可以休息，但学校一日无铃声必定大乱。整个学校就是在铃声的统一指挥下，步调一致，统一协调地工作着。这个铃是按一定的时间安排来响的，我们可以称之为时序??时间的顺序。一个由人组成的单位尚且要有一定的时序，计算机当然更要有严格的时序。事实上，计算机更象一个大钟，什么时候分针动，什么时候秒针动，什么时候时针动，都有严格的规定，一点也不能乱。计算机要完成的事更复杂，所以它的时序也更复杂。 我们已知，计算机工作时，是一条一条地从ROM中取指令，然后一步一步地执行，我们规定：计算机访问一次存储器的时间，称之为一个机器周期。这是一个时间基准，好象我们人用秒作为我们的时间基准一样，为什么不干脆用秒，多好，很习惯，学下去我们就会知道用秒反而不习惯。 一个机器周期包括12个时钟周期。下面让我们算一下一个机器周期是多长时间吧。设一个单片机工作于12M晶振，它的时钟周期是1/12（微秒）。它的一个机器周期是12*（1/12）也就是1微秒。（请计算一个工作于6M晶振的单片机，它的机器周期是多少）。 MCS-51单片机的所有指令中，有一些完成得比较快，只要一个机器周期就行了，有一些完成得比较慢，得要2个机器周期，还有两条指令要4个机器周期才行。这也不难再解，不是吗？我让你扫地的执行要完成总得比要你完成擦黑板的指令时间要长。为了恒量指令执行时间的长短，又引入一个新的概念：指令周期。所谓指令周期就是指执行一条指令的时间。INTEL对每一条指令都给出了它的指令周期数，这些数据，大部份不需要我们去记忆，但是有一些指令是需要记住的，如DJNZ指令是双周期指令。 下面让我们来计算刚才的延时。首先必须要知道晶振的频率，我们设所用晶振为12M，则一个机器周期就是1微秒。而DJNZ指令是双周期指令，所以执行一次要2个微秒。一共
计算机工作时，是在统一的时钟脉冲控制下一拍一拍地进行的。这个脉冲是由单片机控制器中的时序电路发出的。 单片机的时序就是CPU在执行指令时所需控制信号的时间顺序，为了保证各部件间的同步工作，单片机内部电路应在唯一的时钟信号下严格地控时序进行工作，在学习51单片机的时序之前，我们先来了解下时序相关的一些概念。 既然计算机是在统一的时钟脉冲控制下工作的，那么，它的时钟脉冲是怎么来的呢？要给我们的计算机CPU提供时序，就需要相关的硬件电路，即振荡器和时钟电路。 我们学习的8051单片机内部有一个高增益反相放大器，这个反相放大器的作用就是用于构成振荡器用的，但要形成时钟，外部还需要加一些附加电路。 8051单片机的时钟产生有以下两种方法： 1. 内部时钟方式：利用单片机内部的振荡器，然后在引脚XTAL1（18脚）和XTAL2（19脚）两端接晶振，就构成了稳定的自激振荡器，其发出的脉冲直接送入内部时钟电路，外接晶振时，晶振两端的电容一般选择为30PF左右；这两个电容对频率有微调的作用，晶振的频率范围可在1.2MHz-12MHz之间选择。为了减少寄生电容，更好地保证振荡器稳定、可靠地工作，振荡器和电容应尽可能安装得与单片机芯片靠近。 2. 外部时钟方式：此方式是利用外部振荡脉冲接入XTAL1或XTAL2。HMOS和CHMOS单片机外时钟信号接入方式不同，HMOS型单片机（例如8051）外时钟信号由XTAL2端脚注入后直接送至内部时钟电路，输入端XTAL1应接地。由于XTAL2端的逻辑电平不是TTL的，故建议外接一个上接电阻。对于CHMOS型的单片机（例如80C51），因内部时钟发生器的信号取自反相器的输入端，故采用外部时钟源时，接线方式为外时钟信号接到XTAL1而XTAL2悬空。如下图
时序图，LCD1602 前面总算走完了对A VR MEGA16这块单片机的一些基本的应用方式了，这时候大家对A VR的一些内部资源比如定时器，ADC，最主要的IO口的使用方式应该有了一个虽比较粗浅但是却比较形象的认识了。这节我们来看使用单片机的另外一大主题，就是用单片机来实现芯片控制。 在前面的数码管显示一文中，就已经涉及到了用单片机来控制芯片为我们工作，CEPARK A VR开发板，为了达到增强驱动能力和节省IO口的作用，运用了移位寄存器74HC595来驱动两个四位八段数码管，是一个十分有创意的设计。但是前面的内容重心还是集中于对A VR的IO口的控制，所以，我们从这节开始要正式逐渐深入的接触各种芯片了。 先做个引子。单片机是一种微控制器，本身内部集成了数种资源比如CPU、内存、内部和外部总线系统，目前大部分还会具有外存。他的主要任务是利用各种资源实现电平控制，可以以此控制与它相连的下级系统，广泛用于工业自动控制领域。 我们就从这句话出发，首先单片机用来做控制用的，而且是利用的是本身的内部资源。但是，它的功能再强大，资源再丰富也总有一个上限，总有枯竭的一天。所以我们常常利用单片机外接芯片来弥补或者增强单片机的功能来完成我们所需功能的电路。比如程序存储器不足，可以外接外部存储器，比如单片机内部中断级不足，可以外接中断控制器等等。大家可以从这个角度来理解芯片控制的意义罢。 今天我们用A VR单片机来实现对LCD1602液晶显示芯片的控制。 首先从这个名字讲起，LCD：英文全称为Liquid Crystal Display，即为液态晶体显示，也就是我们常说的液晶显示了。（平时老说LCDLCD，可能大家也都不怎么注意过这个全称吧，呵呵，当增加词汇量了）1602则是表示这个液晶一共能显示2行数据，每一行显示16个字符。这个就是LCD1602的全部来由。液晶显示的使用有多广泛我就不多说了，LCD1602好像10元左右就可以拿到了的，不算贵。我们来看看现在市面都有哪些样子的1602，下面从网上搜罗了几个（我手上的这个是蓝色背光白色字体的）： 其实显而易，见也就是背光和字体的颜色不一样罢，不过老实说，蓝色背光的1602看上去显得确实比较亮，也许是人眼视觉的关系。 接下来进入LCD1602使用的重点：操作时序。操作时序永远使用是任何一片IC芯片的最主要的内容。一个芯片的所有使用细节都会在它的官方器件手册上包含。所以使用一个器件事情，要充分做好的第一件事就是要把它的器件手册
如何看懂时序图 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020
时序图，LCD1602 前面总算走完了对AVR MEGA16这块单片机的一些基本的应用方式了，这时候大家对AVR的一些内部资源比如定时器，ADC，最主要的IO口的使用方式应该有了一个虽比较粗浅但是却比较形象的认识了。这节我们来看使用单片机的另外一大主题，就是用单片机来实现芯片控制。 在前面的数码管显示一文中，就已经涉及到了用单片机来控制芯片为我们工作，CEPARK AVR开发板，为了达到增强驱动能力和节省IO口的作用，运用了移位寄存器74HC595来驱动两个四位八段数码管，是一个十分有创意的设计。但是前面的内容重心还是集中于对AVR的IO口的控制，所以，我们从这节开始要正式逐渐深入的接触各种芯片了。 先做个引子。单片机是一种微控制器，本身内部集成了数种资源比如CPU、内存、内部和外部总线系统，目前大部分还会具有外存。他的主要任务是利用各种资源实现电平控制，可以以此控制与它相连的下级系统，广泛用于工业自动控制领域。 我们就从这句话出发，首先单片机是用来做控制用的，而且利用的是本身的内部资源。但是，它的功能再强大，资源再丰富也总有一个上限，总有枯竭的一天。所以我们常常利用单片机外接芯片来弥补或者增强单片机的功能来完成我们所需功能的电路。比如程序存储器不足，可以外接外部存储器，比如单片机内部中断级不足，可以外接中断控制器等等。大家可以从这个角度来理解芯片控制的意义罢。 今天我们用AVR单片机来实现对LCD1602液晶显示芯片的控制。 首先从这个名字讲起，LCD：英文全称为Liquid Crystal Display，即为液态晶体显示，也就是我们常说的液晶显示了。（平时老说LCDLCD，可能大家也都不怎么注意过这个全称吧，呵呵，当增加词汇量了）1602则是表示这个液晶一共能显示2行数据，每一行显示16个字符。这个就是LCD1602的全部来由。液晶显示的使用有多广泛我就不多说了，LCD1602好像10元左右就可以拿到了的，不算贵。我们来看看现在市面都有哪些样子的1602，下面从网上搜罗了几个（我手上的这个是蓝色背光白色字体的）： 其实显而易，见也就是背光和字体的颜色不一样罢，不过老实说，蓝色背光的1602看上去显得确实比较亮，也许是人眼视觉的关系。 接下来进入LCD1602使用的重点：操作时序。操作时序永远是使用任何一片IC芯片的最主要的内容。一个芯片的所有使用细节都会在它的官方器件手册上包含。所以使用一个器件之前，要充分做好的第一件事就是要把它的器件手册上有用的内容提取，掌握。介于中国目前的芯片设计能力有限，所以大部分的器件都是外国几个IC巨头比如TI、AT、MAXIM这些公司生产的，器件资料自然也是英文的多，所以，英文的基础要在阅读这些数据手册时得到提高哦。即便有中文翻译版本，还是建议看英文原版，看不懂时不妨再参考中文版，这样比较利于提高。 我们首先来看1602的引脚定义,1602的引脚是很整齐的SIP单列直插封装，所以器件手册只给出了引脚的功能数据表： 我们只需要关注以下几个管脚： 3脚：VL，液晶显示偏压信号，用于调整LCD1602的显示对比度，一般会外接电位器用以调整偏压信号，注意此脚电压为0时可以得到最强的对比度。
首先来说一下操作时序时间，操作时序时间是启动该读写功能必需得保持电平的时间长度，不过对单片机操作没什么影响，因为单片机的指令周期大约为1us（例如晶振为12M时,机器周期为12X1/12M=1us），而1602时序里都是ns级，所以只对高速类控制芯片如FPGA/CPLD等有影响。 时序图读写方法： 从上到下，从左到右，高电平在上，低电平在下，高阻态在中间。双线表示可能高也可能低，视数据而定。交叉线表示状态的高低变化点，可以是高变低，也可以是低变高，也可以不变。 大家看这个图: 图上第一条竖线画面在了RS和R/W上,也就是说第一个时序从这里开始,即先将RS设为高或低(高表示数据读或写,低表示指令读或写)而R/W的高低带表是读还是写,上一张图是读时序图,所时是低的. 第二步就是给数据,在数据总线上给出数据,这与第一步相隔时间没有要求,实际上先后也没有要求的. 第三步是将使用信号E置高,这里有三个时序要求,第一个是tsp2,这个是这个看表,可以看到叫做”写操作的数据建立时间”,时间最小是40ns,意思就是说第二步的操作,数据信号在总线上生效之后至少要等40ns,才可以给第三步是使能信号 E. 第三步的要求不仅如此,还有一个tsp1,同理,这里是讲,R/W信号至少要生效30ns的时间后才能给使能信号. 另外,使能信号上升时间tR要小于25ns. 限制条件很多,但是如果你用的是51单片机的话,你就不用想这个问题,因为它一条指令就得用1us的时间. 第四步,使能信号要保持Tpw=150ns以上,51单片机不用考虑,其他高速的MCU什么的就要做延时了.
第五步,使用信号下降,下降时间Tf还是小于25ns. 第六步,数据总线上的数据要保持Thd2的时间才能变化,RS,R/W则要保持Thd1的时间,然后就可以了. 读时序与写时序是相同的,只是R/W中间是高电平而己.
网上购物系统详细精炼版(UML-类图-时序图-数据流图)
附件一 说明书编号：XXXXXX-01网上商城购物系统需求说明书
某某软件学院毕业论文精炼版 2011年7月20日
目录 目录 (4) 1 引言 (1) 1.1项目背景 1 1.2项目意义 1 1.3文档目的 2 1.4定义 3 2 任务概述 (4) 2.1系统目标 4 2.2用户特点 4 2.3应用范围 4 2.4假定和约束 4 2.5关键性技术 5 3 需求分析 (5) 3.1业务描述 6 3.2用例分析 10 3.3系统功能概述
14 5 运行环境规定 (14) 5.1 设备 (27) 5.2 支持软件 (27) 5.3 控制 (28) 用户确认函 (29)
1 引言 1.1 项目背景 信息化是当今世界发展的大趋势，是推动经济社会发展和变革的重要力量。随着信息化时代的到来，信息传播发生了深刻的变革，人们的工作方式、生活方式乃至思维方式都发生了前所未有的改变，各行各业都在顺应这一时代变革加强信息化建设。谁能在信息化变革时期先人一步，就能获得先机，抢占鳌头。传统的销售方式是商家把商品放在店铺里供顾客挑选，店铺的规模、位置等客观因素影响着商店的客流量，并且商品的存放与销售需要人力进行管理，雇员的工资、店面的租金等又增加了成本，顾客也不能迅速找到所需要的商品，而开一个网上商店只需要一个可以存放商品的仓库，比租一个店面能节省很多，也不需要太多的人力来管理，不会因为商店的面积影响客流量，客户足不出户就能买东西，并且很容易就能找到所需要的商品。 近年来，随着Internet的迅速崛起，互联网已日益成为收集提供信息的最佳渠道并逐步进入传统的流通领域。于是电子商务开始流行起来，越来越多的商家在网上建起在线商店，向消费者展示出一种新颖的购物理念。 网上购物系统作为B2B，B2C（Business to Customer，即企业对消费者），C2C（Customer to Customer，即消费者对消费者)电子商务的前端商务平台，在其商务活动全过程中起着举足轻重的作用。本文主要考虑的是如何建设B2C 的网上购物系统。 网上购物是一种具有交互功能的商业信息系统，它向用户提供静态和动态两类信息资源。所谓静态信息是指那些比经常变动或更新的资源，如公司简介、管理规范和公司制度等等；动态信息是指随时变化的信息，如商品报价，会议安排和培训信息等。网上购物系统具有强大的交互功能，可使商家和用户方便的传递信息，完成电子贸易或EDI交易，这种全新的交易方式实现了公司间文档与资金的无纸化交换【1】。
单片机时序图 MCS51单片机的指令时序 接下来我们分别对几个典型的指令时序加以说明。 ·单字节单周期指令： 单字节单周期指令只进行一次读指令操作，当第二个ALE信号有效时，PC并不加1，那么读出的还是原指令，属于一次无效的读操作。 ·双字节单周期指令： 这类指令两次的ALE信号都是有效的，只是第一个ALE信号有效时读的是操作码，第二个ALE信号有效时读的是操作数。 ·单字节双周期指令： 两个机器周期需进行四读指令操作，但只有一次读操作是有效的，后三次的读操作均为无效操作。 单字节双周期指令有一种特殊的情况，象MOVX这类指令，执行这类指令时，先在ROM 中读取指令，然后对外部数据存储器进行读或写操作，头一个机器周期的第一次读指令的操作码为有效，而第二次读指令操作则为无效的。在第二个指令周期时，则访问外部数据存储器，这时，ALE信号对其操作无影响，即不会再有读指令操作动作。 上页的时序图中，我们只描述了指令的读取状态，而没有画出指令执行时序，因为每条指令都包含了具体的操作数，而操作数类型种类繁多，这里不便列出，有兴趣的读者可参阅有关书籍 时序是用定时单位来描述的，MCS-51的时序单位有四个，它们分别是节拍、状态、机 器周期和指令周期，接下来我们分别加以说明。 ·节拍与状态： 我们把振荡脉冲的周期定义为节拍（为方便描述，用P表示），振荡脉冲经过二分频后即 得到整个单片机工作系统的时钟信号，把时钟信号的周期定义为状态（用S表示），这样 一个状态就有两个节拍，前半周期相应的节拍我们定义为1(P1)，后半周期对应的节拍定 义为2(P2)。 ·机器周期： MCS-51有固定的机器周期，规定一个机器周期有6个状态，分别表示为S1-S6，而一个 状态包含两个节拍，那么一个机器周期就有12个节拍，我们可以记着S1P1、 S1P2……S6P1、S6P2，一个机器周期共包含12个振荡脉冲，即机器周期就是振荡脉冲 的12分频，显然，如果使用6MHz的时钟频率，一个机器周期就是2us，而如使用12MHz 的时钟频率，一个机器周期就是1us。 ·指令周期： 执行一条指令所需要的时间称为指令周期，MCS-51的指令有单字节、双字节和三字节的，所以它们的指令周期不尽相同，也就是说它们所需的机器周期不相同，可能包括一 到四个不等的机器周期（这些内容，我们将在下面的章节中加以说明）。
经常遇到初学者，对单片机串行通讯出了问题不知道如何办的情况。其实最有效的调试方法是用示波器观察收发数据的波形。通过观察波形可以确定以下情况： ?是否有数据接收或发送 ?数据是否正确 ?波特率是否正确 ?一、串行数据的格式 异步串行数据的一般格式是：起始位+数据位+停止位，其中起始位1 位，数据位可以是5、6、7、8位，停止位可以是1、1.5、2位。 ?起始位是一个值为0的位，所以对于正逻辑的TTL电平，起始位是一位时间的低电平；停止位是值为1的位，所以对于正逻辑的TTL电平，停止位是高电平。线路路空闲或者数据传输结束，对于正逻辑的TTL电平，线路总是1。对于负逻辑(如RS-232电平)则相反。 ?例如，对于16进制数据55aaH，当采用8位数据位、1位停止位传输时，它在信号线上的波形如图1(TTL电平)和图2(RS-232电平)所示。（先传第一个字节55，再传第二个字节aa，每个字节都是从低位向高位逐位传输） ? ?图1 TTL电平的串行数据帧格式(55aah) ? ?图2 RS-232电平的串行数据帧格式(55aah)
?二、根据波形图计算波特率 如图3是图1在示波器中的显示示意，其中灰色线是示波器的时间分度线，此时假设是200us/格。 ? ?图3 波特率计算示意图 ?可以看了，第一个字节的10位(1位起始位，8位数据位和1位停止位)共占约1.05ms，这样可计算出其波特率约为：?10bit / 1.05ms X 1000 ≈ 9600 bit/s ?如果上图中的时间轴是100us/格，同样可以计算出波特率应是19200bit/s。 ?当通讯不正常，又能观察到波形时，就可根据上述方法，从波形图计算一下波特率是否正确。 三、根据波形图判断RS-485收发数据的正确与否 RS-485是一种半双工的串行通讯方式（RS-422为全双工），485电平芯片所以要正确接收和发送数据，必需保证控制信号和数据的同步，否则要么发送数据丢失，要么接收数据可能丢失。RS-485发送数据时的正确时序如图4所示。 图4 RS-485的正确发送数据时序 在图4中，发送控制信号的宽度基本与数据信号的宽度一致，所以能保证发送数据的正确和发送后及时转为接收。 图5 和图6 分别是控制信号太短和控制信号太长的情况。
单片机总线设计法全攻略 1、目前广大工程师在设计单片机系统时的两种方案之我见 针对51单片机，工程师们在设计系统时，从宏观上讲无非就是两种方案：总线式设计方案和非总线式设计方案。所谓总线式设计方案就是利用51单片机的读写外部RAM功能，将要设计的外部设备（比如说键盘、液晶等）统统挂到单片机总线上，使其统一按类似读写外部RAM功能的指令方法进行操作；而所谓非总线式设计方案，则是不利用单片机的读写外部RAM功能，而直接利用I/O 口读写方式进行外部设备的读写，比如说LED灯、液晶等，因为液晶有两种读写方式，总线方式和模拟I/O方式（贵刊也有文章介绍过），而这里读写液晶的模拟I/O方式就是这里我要说的非总线式设计方案。 那么这两种方案到底哪一种好呢？说这句话可能有点外行，我自己也这样认为，但是为了更好的让初学者了解其中的道理，我还是班门弄斧简单阐述一下：首先要说明，我的这种阐述是建立在有读写外部RAM功能的单片机的基础之上的。我个人认为，两种方案各有利弊： 对于总线式设计方案来说，优点就是能够充分发挥单片机的总线读写功能，系统一旦设计完成，易于日后的升级和扩展。缺点是灵活性差，硬件连接比较固定；同时由于单片机读写总线时必定要产生一定的总线时间延迟，这样对于低速的单片机来说，如果设计的系统非常庞大的话，那就需要设计人员考虑一下实时性要求了，但是根据我个人多年来的开发经验来说，只要设计得当，一般问题不大，但还是将此问题摆出来，让大家商榷。 对于非总线式设计方案来说，最大的优点就是灵活性强，这种方案可以根据设计者的爱好自由选择单片机端口进行外围设备的设计（当然是要在符合设计原则的前提下），缺点是升级需要重新设计电路图。 2、总线法设计单片机系统的原理和方法 2.1 总线法设计原理简介 总线式设计方案对于很多的初学者来说是比较困难的，因为对于这种方法
什么是单片机的时序 来源：21ic作者： 关键字：单片机时序 时序的由来 我们已经知道单片机执行指令的过程就是顺序地从ROM程序存储器中取出指令一条一条的顺序执行然后进行一系列的微操作控制来完成各种指定的动作它在协调内部的各种动作时必须要有一定的顺序换句话说就是这一系列微操作控制信号在时间上要有一个严格的先后次序这种次序就是单片机的时序这就好比我们学校上课时用的电铃为了保证课堂秩序学校就必须在铃声的统一协调下安排各个课程和活动那么单片机的时序是如何规定的呢接着往下看。 扩展阅读：单片机时序分析 时序的周期 计算机每访问一次存储器的时间我们把它称为一个机器周期它是一个时间基准就象我们日常生活中使用的秒一样计算机中一个机器周期包括 12个振荡周期什么是振荡周期一个振荡周期是多少时间振荡周期就是振荡源的周期也就是我们使用的晶振的时间周期一个12M的晶振它的时间周期是多少呢电子技术过的朋友应该不难算出T=1/f也就是1/12微秒那么使用12M晶振的单片机它的一个机器周期就应该等于12*1/12微秒也就是1S 内部时钟电路： 在MCS-51单片机的内部有一个高增益的反相放大器其输入端为引脚 XTAL119脚输出端为XTAL218脚我们只要在外部接上两个电容和一个晶振就能构成一个稳定的自激振荡器它的内部电路的工作原理就不介绍了这里主要讲一下电容和晶振的选择看上面的图晶振的大小与单片机的振荡频率有关我们到串行接口时再详细讲解电容的大小影响着振荡器振荡的稳定性和起振的快速性通常选择10-30P的瓷片电容或校正电容另外在设计电路时晶振和电容应尽可能的靠近芯片以减少pcb板的分布电容保证振荡器工作的稳定性提高系统的抗干扰能力外部时钟电路 除了内部时钟方式外单片机还可以采用引入外部时钟的振荡方式什么时候需要采用外部时钟方式呢当我们的系统由多片单片机组成时为了保证各单片机之间
单片机工作经历总结 作为一个刚刚从事单片机工作不久的我来说，对于单片机我了解了一段时间，但总感觉无从入手，理论性的东西看了几遍也不会把它用到实处，通过这次彩灯控制实验，我也对单片机有了一定的了解。单片机是一门非常重视实践的技术，不能总是看书，但要学习它首先应看书，对单片机引脚、内部结构、寄存器和原理有一定地了解和感官认识，它的是怎样工作的，能干些什么？以前看学长做的流水灯我还不知道原理，现在总算清楚了。 在短短的几周工作时间里，真的学了很多，对我来说，编程是个问题，但我知道这是任重而道远的。我上的第一节课是关于流水灯左右循环移动在实验箱上的实现，这个程序老师教了但还是搞不懂，后来通过同学之间相互探讨，终于理解了，最重要的还是C语言没学好，二进制转换为十六进制是很普通的但我还是不会，现在已经掌握了。‘纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行。’在短暂的学习过程中，我深深感觉到自己在实际应用中的专业知识的匮乏，总以为自己还可以，一旦接触到实际，才知道自己知道的是多么少，这时才真正领悟到“学无止境”的含义。 “千里之行，始于足下。”这是一个短暂而充实的话。每看懂一个程序自己试着学人家编，去修改，去记录，终于能略懂，这确实让人深有体会。兴趣是最好的老师，这样才能坚持，要在以后积累很多经验。主要肯不耻下问，那就会学到很多东西。最后一句：基础很重要，实践也同样重要。必须要有学习单片机的热情，这样才能学好单片机。谢谢老师几周以来的指导。 单片机是一门应用性和综合性很强的学科，它综合了电子技术中的模拟电路和数字电路方面的知识，特别是数字电路，因为数字电路在里面的应用很多。学习单片机最好先从汇编语言入手，虽然汇编语言是低级语言，编程效率低，但它比C语言占用内存小，执行速度快等优点，在刚接触单片机时更容易学习。由于单片机涉及的知识很多，所以我们只能循序渐进的学习，逐步的积累，没有什么捷径可循。 刚开始学习的时候，对单片机没有什么认识，不知道什么是单片机，更不知道它有什么作用。通过学习才大体知道了单片机的一些知识。由中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、I/O接口、定时器/计数器以及串行通信接口等集成在一块芯片上，构成了一个单片微型计算机，简称为单片机。它的`应用范围很广，在工业自动化中应用有数据采集、测控技术。在智能仪器仪表中应用有数字示波器、数字信号源、数字万用表、感应电流表，自动取款机等。在消费类电子产品中应用有洗衣机、电冰箱、空调机、电视机、微波炉、手机、IC卡、汽车电子设备等。在通讯方面应用有调制解调器、程控交换技