C51单片机驱动LCD想法

从问题开始吧，看linux驱动的时候，从来没有听说过要看看LCD的时序图，而51单片机的驱动LCD时为什么还要看时序图呢？？

从计算机的结构说说吧，就是将计算机分为几个部分，如CPU、内存、外设等等，CPU与外设通信就是访问相应的内存，而考虑现在的51单片机呢，几个管脚本身就是内存，而LCD的控制器部分的寄存器也算是内存，所以数据的传输整体上是CPU——》内存——》内存（外设寄存器），其中的一步内存——》内存貌似是错误的，因为一般的都是内存——》CPU——》内存，而这里的内存——》内存的根本没有经过CPU。错在什么地方呢？这里要从CPU——》内存说起了，CPU读取内存的时候是有时序的，也就是书上所说的CPU取数据、取指令的时序图，所以要重新改改驱动程序的定义，在这里严格的把驱动读取外设寄存器、读写数据等等的时序也作为驱动程序，而且在这里C51单片机的读取指令、数据等时序与LCD的时序不同，怎么办呢？这里就通过管脚实现时序的协调，这是的管脚寄存器本身就不算是内存的一部分了，就像在51单片机的扩展模式下，P0、P2也就失去了内存的作用。所以整体上的情况就是，LCD还是外设，也有其控制器，而管脚的作用就是协调LCD控制器的时序。

在这里说明一下，控制器本身只是时序逻辑电路，要想控制还是通过时序的输入去控制的，内存本身就是一个时序逻辑电路，CPU本身也是时序逻辑电路，但是为什么CPU运行的是指令呢（而不是时序驱动的）？？因为CPU内部有控制器这一部分，它可以把指令解析为时序信号（所以这里说的CPU内部的控制器与外设的控制器是有区别的，CPU控制器负责产生时序信号，输入到一个时序电路，而外设的控制器也就是一个时序电路）。

为什么读内存的时候不用管时序呢，因为CPU访问内存的时序信号是由CPU内部的控制器产生的，进而来驱动内存控制器（也就是访问内存）。另外各种各样的接口PCI等通过设定频率等来设置其时序，所以CPU在读取这些设备时就不用管时序了，以为CPU控制器读取这些设备的时序信号时对这个接口的，控制器访问设备的时序信号就有接口控制器负责。

另外还可以考虑，单片机开发时通过GPIO模拟某一种接口（如改变GPIO高低电平来模拟串口）。

还要注意STM32F103GPIO管脚与串口管脚的区别，GPIO相当于系统内存，而串口管脚相当于外设的部分。

7段数码管的思考，在思考7段数码管的接口时，想是输入三位二进制数呢、还是输入7个呢？只要考虑到7段数码管内部有没有逻辑部件，问题就迎刃而解了

数字逻辑的一点小知识，锁存器、缓冲器比较，两者最大的区别就是锁存器的输出可以不随输入改变（这也就是锁的意思），从某种程度上来说有了存储器的作用，如何一个7段数码管连用，就可以看做是数码管的内存。缓冲器的作用就不说了，但是这一三态缓冲器的说法，这要是常规缓冲器总是将值直接输出，用在推进电流到高一级的电路系统。三态缓冲器除了常规缓冲器的功能外，还有一个选项卡通输入端，用E表示。当E=0和E=1时有不同的输出值。若E=0，缓冲器被阻止，无论输入什么值，输出的总是高阻态，用Z表示。高阻态能使电流降到足够低，以致于象缓冲器的输出没有与任何东东相连。锁存器的应用参考8282锁存器，因为数据线与地址线是复用的，cpu先发出地址数据，而后发出相应的数据，此时会对地址的0~7的地址位影响（因为与0~7位总线是复用的），所以需要锁存，其实这完全可以在内存内部实现地址的锁存，这样就不用8282来锁存了。这里面就有涉及到寄存器的读写原理了，地址信号相当于使能相应的内存单元，在时钟信号到来时数据进入内存单元，所以地址信号要一直有效，所以地址信号（复用时的数据到来）的改变其实是改变了使能的内存单元，所以需要进行锁存。当然了这就要看内存的时序图了，如果内存的时序图里要求地址信号一直有效的话，就需要自己添加锁存器了，如果不要求有效，就不用锁存器了

对C51单片机设计小系统的一点思考，

比如想制作一个时钟程序，这是就不要想什么通过现有的数字模块来实现可以自动增加（如数字逻辑中所说的计时器实现）并显示的问题，而是怎么通过变量、定时修改变量、显示变量的方法来实现。将表面的东西抽象为计算机数据可以表示的东西，把表面的东西是做成系统的内存呢？还是扩展的系统内存呢？还是外设的内存呢？如51单片机驱动四个数码管，如果直接连接在四个端口上，就相当于作为系统内存访,而如果通过4个74LS373就相当于组成了扩展的系统内存（虽然这跟单片机支持的扩展系统内存不太一样,只是地址锁存、数据锁存、时序要自己通过读写管脚实现，还要注意单片机支持的扩展内存模式时，其实管脚寄存器是可以用的，只不过CPU在读写外部内存时会自动把管脚对应的寄存器置1,所以建议不要用，注意管脚与对应的寄存器是不一样的，特别是在STM32F103中，寄存器的值在某个时钟读取管脚得到的，而对于复用时的管脚就不连接寄存器，而且管脚实际是连接到其他外设的，如串口、ADC等），每个74LS373锁存的相当于一个字节的内容。4个数码管也就是2位地址线+8位数据线而已。而驱动LCD是外设内存，注意扩展的系统内存与外设内存的区别。其实到底层了都是时序逻辑的相关部分。

这时候与上面的LCD一起总结一下，自己扩展内存、扩展外设，都要根据合适的时序重新实现内存、寄存器的读写微指令。