如何学习单片机-自学篇.docx

今晚又是写程序，睡不着，写点东西吧，也算是自己的一个总结 。 首先是两个字 “喜欢”！ 一个东西 光有10分钟的热度是不够的。从事单片机工作，就意味着你以后是和枯燥的程序、调试、乱码、 未知的软硬件错误、熬夜、脸上的豆豆联系在一起。（有点夸张，哈哈！） 如果你选择了这种生活，并且确定你有一种精神能指引你一路走到底，至于是什么精神，只有你自己知道。 是满屏幕的0101，还是一串串胡乱的ABCD，还是成功后的成就感，还是天生俱来的对电子类东西的痴迷，还是喜欢别人在外面花天酒地却喜欢独坐电脑面前，攻克技术的颠峰。不需要理由，世界上就有这样一种人。那么确定了上面的之后,让我们开始吧!单片机也叫做单板机、单片微型计算机。麻雀虽小，五脏俱全，那么如果你学过计算机组成原理，我相信你应该能更好的理解单片机的内部结构。如果没有学过，也不要紧，那就拿小麻雀开刀，再一层层自下而上的学习。 刚开始学单片机的时候，看到厚厚的一本书，不要一咬牙要一下子把书全部看完。看得仔仔细细明明白白。 先看看目录，无非就是介绍单片机的历史，然后它内部的组成原理，然后是指令，然后就是接口。先说历史，知道51单片机是现在资料最丰富，最适合上手拿来开刀的就是了。不要觉得书上的知识老。这都N多年前的了，现在是不是都不一样了。兼容这个词的意思是：比如你用ATC51写的程序，拿到ATS51、52 STC 都能用，只是后续的片子在一些地方更加完善，功能更强大。 比如：在书上老掉牙的2051上的MOV A，#00H 用到其他51系列上也是一样的。你看它的片子的介绍上，写了一句“完全兼容51系列单片机” 那么OK 。别管那么多，只管用就是了。我发觉我废话多了，这不知道写到那去了。抽跟烟，继续。 上面的意思是说：面前是一坐山很高，然后我就一咬牙，慢慢爬吧，我不信我爬不上去了，或许爬到一半就退缩了，退而再攻之。 我拿个测量仪来，噢，原来这山总共7000米，半山腰有个亭子，到那是3500米，刚开始那1000米坡度很小 2000米的时候有个茅房（_） 6000米的时候有个美女正在洗澡，山顶有个和尚庙。行，心中有了底，上！ 刚开始的时候初学一定要用汇编，可能大家也看到了，关于C和汇编的讨论，各有各的说法，我个人觉得初学者，完全没有必要去追求什么飘逸的风格，就用笨拙的汇编。虽然它像一头大苯熊一样，但是，当你能和大笨熊亲切的交流，屈驾自如的时候，再去和漂亮的兔子MM 鸳鸯戏水，会更加的得心应手。 汇编刚开始你会觉得很烦，就是在那MOV 过去MOV 过来。JB、JC、 JNB 、JNC 、DJNZ 很难记，不像C 一个IF 一个DO WHILE 就搞定的事。但是，用汇编你能更加了解一条指令在CPU内存的执行过程，能更加亲切的和P0 、P1 、P2 、P3 的每一个口线交流，不需要C 的屏蔽底层，而是直接的就和底层亲密接触。这里有人要说我什么什么的了， 还是那句话：个人意见，仅供参考。在写延时程序的时候，DJNZ 是双周期指令，比如12M的晶振，那么，一条指令是1US， 那么你要精确的知道自己这段延时程序能延时多少US 或者多少MS ，那么你对51单片机内部的指令、周期，对以后写有严格时序操作的程序就更加得心应手。比如，看到一个片子的PDF 数据总线要拉低多少MS ，地址总线要拉高多少US ，等待周期要等待多少US/MS ，那么，不要怀疑，自己写指令搞定它，成功以后你会发现你从最底层的了解了一个片子是怎么传送数据，怎么通信。这样的经历对你以后再接触其他 子的时候是莫大的帮助。像关于书上的内容，指令不用记得那么死，或者说完全不需要记。需要的时候，马上查，在查的过程中会更加加深你的印象（说点丢人的话 JC JB JNB JB 这些 指令我到现在都从来不记，我又不应付考试，我书随时就在旁边 用的时候去翻就是了。） 这也就提到了练习，程序和指令不要只看不用，实践是检验真理的唯一标准。实践出真知，这都是老话了，不过用在单片机的学习上是太贴切了，单片机本来就是实践性很强的。像我在学校的时候，每次实验课 都认真的做，抓住每次上机的机会。板子很贵，自己买不现实，而上机的时候能接触到的每一次都很宝贵。LED流水灯、十字口交通灯这些程序很基础。在一次一次的小程序成功的过程中，你会更加喜欢上单片机，并且坚定继续为之不离不弃的决心。 熟能生巧，我还记得我刚开始的时候，经常是把指令写错，把跳转的标号写错。经常用系统的关键字，变量未定一存储空间就用等等等等。 但是一次又一次错误下来，得到的是程序的正确性的大大的提高。在这里我建议刚开始先多读别人的程序，而且是完整的，备注多的，格式规范的。从最开始就养成良好的编程风格，而不是随意的乱添乱加 胡乱的复制粘贴。 看懂别人程序里的每一句代码的意思，为什么要加这条，这条指令的作用是什么？如果不清楚，马上翻书去查，在查的过程中，更加加深对这条指 或者这段子程序的用法的深刻的记忆。下次自己用的时候才能像自己一样的拿来得心应手，这也是为什么要选择51系列的单片机。因为它的示例代码网上铺天盖地，而且高手也不会吝啬的把初学要用的代码共享，得到这些代码的途径是很方便的。得到的有用的信息也是最多的，像 1302 、1602 、DS18B20 、LED 、串口 、DA /AD 、常用的接口与51的驱动程序，这些五六电子网都有很多， 汇编版本的 、C 版本的都有。不要觉得都是几年前的东西，都是人转来转去，老掉牙的东西，先都拿来消化掉，再为自己所用。 大家也许也发现了，在百度里找一些程序的时候看到一版的汇编代码，但是没有一点注释，2个字：痛苦！ 所以，为了方便大家，也为了以后你能方便别人，刚开始写程序就要习惯，给程序写备注，为了别人能看懂 像一个大的工程，都是团队合作。你几千的代码而且没有备注，别人几千的代码也没备注，那好吧，先花个1天的时间把程序看懂了，再干其他的吧。程序中像子程序名，入口参数，出口参数，内存的分配，关键语句的单条备注，标号的顶格，代码的缩进 等等 。良好的编程风格绝对会让你在以后的工作和学习过程中事半功倍。;-;*子程序;-next: mov a,th0 ;/读取计数值TH0swap a ;/高4位与低4位对换mov r1,a ;/保存到R1anl tl0,#0f0h ;/取TL0高4位，低4位忽略不计 写了一些小程序之后，就可以做些完整的小实验，也可以参照别人的程序来写。比如写一个接口芯片的驱动，不再是点亮一个灯，又点另外一个灯。 这种的完整的验证型的实验非常重要，不要希望上课的时候老师给你的程序能让你突飞猛进，只有自己不断的做实验，写程序，才能让自己学得更快。 像买到的板子，都有完整的代码，这对于学习是很好的资料，因为它能所见即所得，不再是书上的纸上谈兵，那么程序是正确的，看懂了以后自己可有试着改里面的某个地方。你能找到它的核心的那几条或一段代码，那么说明你对这段程序的理解已经更上一层楼了 。初学者买板子很重要，而板子上的示例代码和技术支持更重要。通过这个板子你能接触到一个平台供你学习，那么这个板子就是值的。如果板子买来了就闭门造车，那么，板子再好也不是件好事。功能特别强大的板子，没有必要去买，当你用到板子上的什么激光、摄像头的时候，我想你也已经不会再用那块板子开发东西了，基本的液晶、数码管（是个很强大的东西 像我不喜欢什么软件仿真 在有问题的地方 设置个断点 程序执行到这一步 把值读出来 显示到LED上 简单方便 ）常用的51的接口有就够了，说到自己做实验板，买来的板子都有完整的电路图，对于电子基本共不扎实的朋友，买来后看懂原理图，再慢慢 自己做板子好一点。 买了同一种板子的能有个交流区是最好的，各个问题和程序拿出来大家交流，能起到很大的作用，也会少走很多弯路，目前这个正在筹划当中。我会尽快和站长联系，开个专区供大家交流和学习用。上面提到了基本功，这才记起。（不好意思_） 像搞单片机，分几种：上层的和底层的、上下通吃的。不过刚开始的 都不是很复杂，我建议大家上下通吃。还是那句话，有不懂的马上查资料。电容、三级管、二级管、放大、整流、稳压、滤波、上拉 /限流电阻，还有Protel 99 SE 自己画电路图等等这些基本功，随着学习的深入，都要一点一点的累积起来，不懂不要紧，问题是不能让一个问题一直捆饶着你，要有一种精神：不搞懂它 ，我就不罢休的精神。那么我相信任何困难都不会成为阻止你成功的绊脚石。 又说到哪来了？夜深了，瞌睡来了* 单片机，要天天碰。调程序就到板子上结合着硬件环境调试，像DA/AD 我刚开始学的时候那一章的内容根本都没看，直到后来要做个东西，需要AD转换，去翻了下TLC1543D 的PDF，然后看了下它的时序，去网上找了下示例代码，然后写的程序。像书上的 ADC0809、DAC0832 我是在用了其他转换片子后，回过头去看的时候发现这片子缺陷确实太多，然后再去看它的程序和使用方法很简单。这里的意思并不是说书上的 ADC0809、DAC0832 不重要，而是说大家学一个东西的时候，如果能结合板子学的话或者说能马上用到，那么是最好，成效也是最快的。实践的力量确实是不能小窥的，而现在普遍的大学生的高分低能，学软件工程的，让用VB 写个小程序都不会写。单片机90多分的写个LED都不会，连单片机具体什么样子都没见过，找工作的时候一大堆的奖，一大堆的废话。拿出自己做的作品，随意的和招聘的人聊各个单片机的优缺点，正确的说出每种常用的片子的用途、用法，证明自己的实际的动手能力。找工作是难，但是分人。我相信，在大学实验室里呆2年的人和在大学里谈2年恋爱的人、打2年网游、看2年小说、聊2年QQ 、打2年CS的人的结果绝对是不一样的，乱七八糟的写了。很多大家能看完不甚感激。如果有什么地方不对的，还请大家多多指正，我也是个学习者，深切的感到刚学单片机的时候的困惑。希望写下的东西，对大家能有目前单片机的应用可以说是相当的广泛，已经渗透到我们生活中的各个领域。从高端导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，自动控制领域的机器人，以及自动化过程的实时和数据处理，到我们日常生活的各种智能IC卡系统，安全保障系统，录象机，摄象机，手机，电视，全自动洗衣机，以及可控玩具，电子宠物，等等，都是单片机“惹的祸”。而且，目前我国的单片机教育已经向高中教育发展，可见在不久的将来，单片机对于工科学生而言就会象电路基础原理一样成为基础课。 在工作中和在校的同学的交流中，听到的最多的是“单片机太难了”。其实不是单片机难学，而是不知道怎么入门。请大家记住一句话“单片机不是学出来的，而是玩出来的”。下面结合自己自学单片机的体会，和大家一起来“玩”单片机。准备好了吗？我现在开始教大家如何学习单片机。 第一步：先读通一本教材 唉！？太没创意了吧，还要看书？不错，第一步还是要通读一遍教材，这样我们才能站在巨人的肩膀上。读了一遍什么感觉，一个字晕。这很正常，不然你就看不到这篇文章。很多人在晕了之后就泄气了，或者换教材，接着晕，直至晕倒。不过，现在告诉大家我们要向酒鬼学习，晕了不要紧，嘴上一直说“没醉”，至少还可以多喝半斤。所以信心很重要。 第二：晕着脑袋实践 第一步我们已经晕了，其实，我们是在似醉非醉，似醒非醒的最高境界。趁着这么好的感觉（这种感觉是多少武林高手梦寐以求的），赶快练上几路拳脚。 首先要选好兵器。现在学校实验室都有单片机实验箱，把握好实验的时间，或者和老师搞好关系，有时间就玩两把。不过最好还是有自己的独家装备，一开始装备不要太华丽，能用就行。软件建议用Keil c51，硬件要有pc机和开发板，开发板要求有流水灯、数码管、独立按键、矩阵键盘、ad转换、液晶屏、蜂鸣器，这就差不多了。软件网上有的是，下一个，还是免费的。pc机没有可以先用下同学的。开发板大概几百元，这比请朋友吃饭便宜多了。在想想将来我们要靠他来闯荡江湖，这又算得了什么呢？五六电子网这里就有一些公认的性价比很高的开发板，可以去邮购一个。我当初就是从五六电子开始起步的。 好！兵器选好了，那就练把！提醒大家一句，降龙十八掌也是从扎马步练起的。即便我们比郭靖聪明，也要先练马步，想想黄蓉就知道了。现在就从最基本的流水灯开始，试着先控制一个发光管，慢慢的变换花样，做出自己的个性来。是不是特有成就感，是不是不吃饭都不知道饿。现在已经有点着迷了吧（个别人除外）。 第三：带着问题解决问题 在实践中我们有很多现象解释不了，怎么办？是自己慢慢领悟呢，还是向高手请教？建议先自己领悟，实在不行再向高手请教，这是记忆最深刻，效果最好的办法。但不要领悟的时间太长，否则会削减我们刚建立起来的信心；事事都问，记忆就不深刻，成不了自己的东西，就像练武，只学到了招式，没学到内功。如果这一步能过关，哈哈，相信你已经被单片机迷住了。 第四步：自我修养，不断提高 达到这一步，不论是技术水平，学习方法，还是心理素质都达到一定的境界了，已经入门了。俗话说师傅领进门，修行在个人。到了这一步，下来就要看个人的努力和悟性怎样了，能否创造出自己的“黯然销魂掌”，那要看个人的修为了。少许的帮助。写得不好，请大家见晾了。 学习使用单片机就是理解单片机硬件结构，以及内部资源的应用,在汇编或C语言中学会各种功能的初始化设置，以及实现各种功能的程序编制。 第一步：数字I/O的使用 使用按钮输入信号，发光二极管显示输出电平，就可以学习引脚的数字I/O功能，在按下某个按钮后，某发光二极管发亮，这就是数字电路中组合逻辑的功能，虽然很简单，但是可以学习一般的单片机编程思想，例如，必须设置很多寄存器对引脚进行初始化处理，才能使引脚具备有数字输入和输出输出功能。每使用单片机的一个功能，就要对控制该功能的寄存器进行设置，这就是单片机编程的特点，千万不要怕麻烦，所有的单片机都是这样。 第二步：定时器的使用 学会定时器的使用，就可以用单片机实现时序电路，时序电路的功能是强大的，在工业、家用电气设备的控制中有很多应用，例如，可以用单片机实现一个具有一个按钮的楼道灯开关，该开关在按钮按下一次后，灯亮3分钟后自动灭，当按钮连续按下两次后，灯常亮不灭，当按钮按下时间超过2s，则灯灭。数字集成电路可以实现时序电路，可编程逻辑器件（PLD）可以实现时序电路，可编程控制器（PLC）也可以实现时序电路，但是只有单片机实现起来最简单，成本最低。 定时器的使用是非常重要的，逻辑加时间控制是单片机使用的基础。 第三步：中断 单片机的特点是一段程序反复执行，程序中的每个指令的执行都需要一定的执行时间，如果程序没有执行到某指令，则该指令的动作就不会发生，这样就会耽误很多快速发生的事情，例如，按钮按下时的下降沿。要使单片机在程序正常运行过程中，对快速动作做出反应，就必须使用单片机的中断功能，该功能就是在快速动作发生后，单片机中断正常运行的程序，处理快速发生的动作，处理完成后，在返回执行正常的程序。中断功能使用中的困难是需要精确地知道什么时候不允许中断发生（屏蔽中断）、什么时候允许中断发生（开中断），需要设置哪些寄存器才能使某 种中断起作用，中断开始时，程序应该干什么，中断完成后，程序应该干什么等等 。 中断学会后，就可以编制更复杂结构的程序，这样的程序可以干着一件事，监视着一件事，一旦监视的事情发生，就中断正在干的事情，处理监视的事情，当然也可以监视多个事情，形象的比喻，中断功能使单片机具有吃着碗里的，看着锅里的功能。 以上三步学会，就相当于降龙十八掌武功，会了三掌了，可以勉强护身。 第四步：与PC机进行RS232通信 单片机都有USART接口，特别是MSP430系列中很多型号，都具有两个USART接口。USART接口不能直接与PC机的RS232接口连接，它们之间的逻辑电平不同，需要使用一个MAX3232芯片进行电平转换。 USART接口的使用是非常重要的，通过该接口，可以使单片机与PC机之间交换信息，虽然RS232通信并不先进，但是对于接口的学习是非常重要的。正确使用USART接口，需要学习通信协议，PC机的RS232接口编程等等知识。试想，单片机实验板上的数据显示在PC机监视器上，而PC机的键盘信号可以在单片机实验板上得到显示，将是多么有意思的事情啊！ 第五步：学会A/D转换 MAP430单片机带有多通道12位A/D转换器，通过这些A/D转换器可以使单片机操作模拟量，显示和检测电压、电流等信号。学习时注意模拟地与数字地、参考电压、采样时间，转换速率，转换误差等概念。 使用A/D转换功能的简单的例子是设计一个电压表。 第六步：学会PCI、I2C接口和液晶显示器接口 这些接口的使用可以使单片机更容易连接外部设备，在扩展单片机功能方面非常重要。 第七步：学会比较、捕捉、PWM功能 这些功能可以使单片机能够控制电机，检测转速信号，实现电机调速器等控制起功能。 如果以上七步都学会，就可以设计一般的应用系统，相当于学会十招降龙十八掌，可以出手攻击了。 第八步：学习USB接口、TCP/IP接口、各种工业总线的硬件与软件设计 学习USB接口、TCP/IP接口、各种工业总线的硬件与软件设计是非常重要的，因为这是当前经常有单片机爱好者问我们，如何学习单片机？学习单片机的步骤是什么？ 我们初略总结了一下，单片机学习的过程基本上可分四个阶段： 第一阶段 是先浏览教科书里的硬件部分，大至了解单片机的硬件结构。如ROM、RAM、地址、IO口等，以及看一些厂家的MCU资料（Data Sheet），来加强MCU所提供各项资源的