单片机开发--时序影响

在单片机开发中，如果时序关系不正确定的话，数据就不能正确的读写。因此，在程序中，如何正确的控制时序关系，就显得特别的重要。

先来看以下的两个例子：

1.        DS1302时钟芯片，采用SPI总线；

2.        24C08存储芯片，采用I2C总线。

在对DS1302进行编程时，发现数码管只显示时间的奇数值，而偶数值则不显示。

检查了下程序，问题定位在读出数据与写入数据的函数，原函数具体如下：

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;

}

将上面红色字体的那行程序删除，或者改为：SCLK=0,再重新烧写后，数码管显示的时间正常。

而写入数据的函数如下：

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);

       }

}

若只将上面蓝色部分的程序改为：

if(i<7)

              {

                     SCLK=0;

              }

重新烧写进去后，数码管也能正确的显示。

以蓝色那行程序的修改，分析其原因：

先看下SPI总线的读操作时序，其为下降沿采样，如下图所示：

从时序图中，可看出，对于写数据，是在时钟的上升沿，而读数据，则是在时钟的下降沿。

程序修改前，在往DS1302中写入第八位数据后，时钟信号就变为低电平。此后，进入读阶段，在DS1302还没将数据送到SDA线上时，时钟就变为高电平，此时对应的SDA上的数据，还是为写入的数据1。

而程序修改后，即在SDA写入数据后，在第八位数据时，SCLK就不降为低电平了，一直保持为高电平，直到DS1302将数据送到SDA时，才变为低电平，在下降沿时对SDA上的数据进行采样。

即修改后的程序，在读写操作交替那个时钟，等到DS1302送数据到SDA线上后，才变为低电平，进行采样的。

对于24C08,其采用I2C总线技术，当程序烧写进入后，发现不能正常的工作。

问题定位在I2C结束信号函数，具体如下所示：

void Stop()           

{

         SCL=1;

         SDA=0;        

         _nop_();

         _nop_();

         _nop_();

         _nop_();

         _nop_();

         _nop_();

         SDA=1;

         _nop_();

         _nop_();

         _nop_();

         _nop_();

         _nop_();

         _nop_();

}

上面红色两行程序的顺序对调下，则能正确的读写24C08芯片内部的数据。

分析其原因，则在于若执行Stop()这个函数之前时，若SDA上存在几个周期的高电平时，此时执行SCL=1;SDA=0，相当于多出了个I2C的开始信号，导致错误。

在实际中，总结了下以后几点，希望可以尽量避免时序操作错误：

1.         特别注意单字节读，写函数刚开始或结束时，时钟信号的高低电平；

2.         可确定1或者0为程序的默认电平。如对于DS1302的CLK,可以低电平;

3.         从节省功耗的角度出发，尽量保证默认电平功耗低。以I2C总线为例，因其有上拉电阻   的存在，故可保证默认电平为高；

4.         同样从功耗的角度出发，尽量保证各类信号少翻转;

5.         对于总线控制信号(如SPI总线的RST)，一切信号都准备好之后，控制信号才开启。当总线要停止工作时，先将控制信号关断，再作其他信号的处理；

6.         当然，得时刻警惕信号的建立时间与保持时间。

当然，若在程序中查找不出问题时，可采用示波器，同时测量时钟与数据信号，判断时序是否正确。