時(shí)序

時(shí)序簡(jiǎn)介

　　這里所說(shuō)的時(shí)序其實(shí)就是指時(shí)序圖（Sequence Diagram），又名序列圖、循序圖、順序圖，是一種UML交互圖。它通過(guò)描述對(duì)象之間發(fā)送消息的時(shí)間順序顯示多個(gè)對(duì)象之間的動(dòng)態(tài)協(xié)作。它可以表示用例的行為順序，當(dāng)執(zhí)行一個(gè)用例行為時(shí)，其中的每條消息對(duì)應(yīng)一個(gè)類操作或狀態(tài)機(jī)中引起轉(zhuǎn)換的觸發(fā)事件。組成元素

　　時(shí)序圖中包括如下元素：角色，對(duì)象，生命線，控制焦點(diǎn)和消息。1、角色（Actor）系統(tǒng)角色，可以是人或者其他系統(tǒng)，子系統(tǒng)。2、對(duì)象（Object）對(duì)象代表時(shí)序圖中的對(duì)象在交互中所扮演的角色，位于時(shí)序圖頂部和對(duì)象代表類角色。對(duì)象一般包含以下三種命名方式：第一種方式包含對(duì)象名和類名。第二種方式只顯示類名不顯示對(duì)象名，即為一個(gè)匿名對(duì)象。第三種方式只顯示對(duì)象名不顯示類名。3、生命線（Lifeline）生命線代表時(shí)序圖中的對(duì)象在一段時(shí)期內(nèi)的存在。時(shí)序圖中每個(gè)對(duì)象和底部中心都有一條垂直的虛線，這就是對(duì)象的生命線，對(duì)象間 的消息存在于兩條虛線間。4、控制焦點(diǎn)（Activation）控制焦點(diǎn)代表時(shí)序圖中的對(duì)象執(zhí)行一項(xiàng)操作的時(shí)期，在時(shí)序圖中每條生命線上的窄的矩形代表活動(dòng)期。它可以被理解成C語(yǔ)言語(yǔ)義中一對(duì)花括號(hào)“{}”中的內(nèi)容。5、消息（Message）消息是定義交互和協(xié)作中交換信息的類，用于對(duì)實(shí)體間的通信內(nèi)容建模，信息用于在實(shí)體間傳遞信息。允許實(shí)體請(qǐng)求其他的服務(wù)，類角色通過(guò)發(fā)送和接受信息進(jìn)行通信。

時(shí)序百科

　　這里所說(shuō)的時(shí)序其實(shí)就是指時(shí)序圖（Sequence Diagram），又名序列圖、循序圖、順序圖，是一種UML交互圖。它通過(guò)描述對(duì)象之間發(fā)送消息的時(shí)間順序顯示多個(gè)對(duì)象之間的動(dòng)態(tài)協(xié)作。它可以表示用例的行為順序，當(dāng)執(zhí)行一個(gè)用例行為時(shí)，其中的每條消息對(duì)應(yīng)一個(gè)類操作或狀態(tài)機(jī)中引起轉(zhuǎn)換的觸發(fā)事件。組成元素

　　時(shí)序圖中包括如下元素：角色，對(duì)象，生命線，控制焦點(diǎn)和消息。1、角色（Actor）系統(tǒng)角色，可以是人或者其他系統(tǒng)，子系統(tǒng)。2、對(duì)象（Object）對(duì)象代表時(shí)序圖中的對(duì)象在交互中所扮演的角色，位于時(shí)序圖頂部和對(duì)象代表類角色。對(duì)象一般包含以下三種命名方式：第一種方式包含對(duì)象名和類名。第二種方式只顯示類名不顯示對(duì)象名，即為一個(gè)匿名對(duì)象。第三種方式只顯示對(duì)象名不顯示類名。3、生命線（Lifeline）生命線代表時(shí)序圖中的對(duì)象在一段時(shí)期內(nèi)的存在。時(shí)序圖中每個(gè)對(duì)象和底部中心都有一條垂直的虛線，這就是對(duì)象的生命線，對(duì)象間 的消息存在于兩條虛線間。4、控制焦點(diǎn)（Activation）控制焦點(diǎn)代表時(shí)序圖中的對(duì)象執(zhí)行一項(xiàng)操作的時(shí)期，在時(shí)序圖中每條生命線上的窄的矩形代表活動(dòng)期。它可以被理解成C語(yǔ)言語(yǔ)義中一對(duì)花括號(hào)“{}”中的內(nèi)容。5、消息（Message）消息是定義交互和協(xié)作中交換信息的類，用于對(duì)實(shí)體間的通信內(nèi)容建模，信息用于在實(shí)體間傳遞信息。允許實(shí)體請(qǐng)求其他的服務(wù)，類角色通過(guò)發(fā)送和接受信息進(jìn)行通信。

　　結(jié)構(gòu)

　　時(shí)序圖描述對(duì)象是如何交互的，并且將重點(diǎn)放在消息序列上。也就是說(shuō)，描述消息是如何在對(duì)象間發(fā)送和接收的。時(shí)序圖有兩個(gè)坐標(biāo)軸：縱坐標(biāo)軸顯示時(shí)間，橫坐標(biāo)軸顯示對(duì)象。每一個(gè)對(duì)象的表示方法是：矩形框中寫(xiě)有對(duì)象和 / 或類名，且名字下面有下劃線；同時(shí)有一條縱向的虛線表示對(duì)象在序列中的執(zhí)行情況 （ 即發(fā)送和接收的消息對(duì)象的活動(dòng) ） ， 這條虛線稱為對(duì)象的生命線。對(duì)象間的通信用對(duì)象的生命線之間的水平的消息線來(lái)表示，消息線的箭頭說(shuō)明消息的類型，如同步，異步或簡(jiǎn)單 。 瀏覽時(shí)序圖的方法是，從上到下查看對(duì)象間交換的消息，分析那些隨著時(shí)間的流逝而發(fā)生的消息交換。時(shí)序圖中的消息可以是信號(hào)、操作調(diào)用或類似于 C++ 中的 RPC （ Remote Procedure Call，遠(yuǎn)程過(guò)程調(diào)用）或 Java 中的 RMI （ Remote Method Invocation ， 遠(yuǎn)程方法調(diào)用）。當(dāng)對(duì)象接收到一個(gè)消息時(shí)，該對(duì)象中的一項(xiàng)活動(dòng)就會(huì)啟動(dòng)，我們把這一過(guò)程稱做激活 （ Activation ）。 激活會(huì)顯示控制焦點(diǎn)，表明對(duì)象在某一個(gè)時(shí)間點(diǎn)開(kāi)始執(zhí)行。一個(gè)被激活的對(duì)象或者是執(zhí)行它自身的代碼，或者是等待另一個(gè)對(duì)象的返回（該被激活的對(duì)象已經(jīng)向另一個(gè)對(duì)象發(fā)送了消息）。在圖形上，激活被繪制為對(duì)象生命線上的一個(gè)瘦高矩形。消息可以用消息名及參數(shù)來(lái)標(biāo)識(shí)。消息還可帶有條件表達(dá)式，表示分支或決定是否發(fā)送消息。如果用于表示分支，則每個(gè)分支是相互排斥的，即在某一時(shí)刻僅可發(fā)送分支中的一個(gè)消息。消息也可以有順序號(hào)，但是在時(shí)序圖中，消息的順序號(hào)很少使用，因?yàn)闀r(shí)序圖已經(jīng)將消息的順序顯式地表示出來(lái)了。一個(gè)對(duì)象可以通過(guò)發(fā)送消息來(lái)創(chuàng)建另一個(gè)對(duì)象，當(dāng)一個(gè)對(duì)象被刪除或自我刪除時(shí)，該對(duì)象用 “X”標(biāo)識(shí)。

　　創(chuàng)建步驟

　　1、確定交互過(guò)程的上下文；2、識(shí)別參與過(guò)程的交互對(duì)象；3、為每個(gè)對(duì)象設(shè)置生命線；4、從初始消息開(kāi)始，依次畫(huà)出隨后消息；5、考慮消息的嵌套，標(biāo)示消息發(fā)生時(shí)的時(shí)間點(diǎn)，則采用FOC（focus of control）；6、說(shuō)明時(shí)間約束的地點(diǎn)。

　　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(lái)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(lái)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(xiě)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(xiě)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(guò)復(fù)雜系統(tǒng)驗(yàn)證，保留此意見(jiàn)。

　　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(xiě)大為方便。

　　現(xiàn)在來(lái)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(xiě)時(shí)序：

　?、?當(dāng)我們要寫(xiě)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(xiě)入。

　?、?當(dāng)我們要寫(xiě)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(xiě)入。

　　發(fā)現(xiàn)了么，寫(xiě)指令和寫(xiě)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(jiàn)過(guò)的一個(gè)最簡(jiǎn)單的時(shí)序：

　　1、注意時(shí)間軸，如果沒(méi)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)：

　?。?）。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(shuō)法。

　?。?）。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(lái)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(shuō)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(lái)解讀我對(duì)這個(gè)時(shí)序圖的理解：

　　當(dāng)要寫(xiě)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(xiě)命令的時(shí)序。