理論與實踐相結合,教你如何快速學習單片機
發布時間:2015-10-22 責任編輯:susan
【導讀】單片機是計算機發展的一個重要分支領域,它不是完成某一個邏輯功能的芯片,而是把一個計算機係統集成到一個芯片上。那麼如何快速得學習單片機呢?
快速學單片機要求有6點:
1、熟悉單片機的原理,結構;
2、學好數電,模電,為設計電路打好基礎;
3、熟練使用C語言,多學習別人的程序;
4、對操作係統原理有一定的了解;
5、Protel至少要有點基礎;
6、要實際動手調試電路的能力。
學習單片機的步驟
當前的單片機種類很多,但是 51 是最基礎的,因此單片機的學習最好也是從 51 開始,不僅容易上手,而且相當實用。然而 51 單片機畢竟過於基礎,後來的很多單片機在功能上都有很大的擴展,因此按照我們實驗室多數人的路線接下來大多數人會學習 AVR 單片機, AVR 單片機在功能上較 51 有很大提升,集成了 A/D 、快速 PWM 等很多實用的功能,而且和很多大型的單片機在功能上有很多類似之處,因此如果以後還想掌握其他單片機 AVR 無疑是一個很好的跳板。
學習的過程
學xue習xi單dan片pian機ji最zui終zhong要yao的de是shi當dang然ran是shi練lian,我wo所suo說shuo的de學xue習xi跟gen課ke堂tang上shang的de單dan片pian機ji學xue習xi不bu同tong,我wo以yi前qian也ye看kan過guo一yi些xie單dan片pian機ji教jiao材cai,有you些xie教jiao材cai講jiang的de是shi單dan片pian機ji的de工gong作zuo原yuan理li和he內nei部bu結jie構gou,這zhe些xie東dong西xi對dui於yu我wo們men暫zan時shi並bing不bu需xu要yao,等deng以yi後hou開kai課ke的de時shi候hou在zai學xue習xi好hao了le。現xian在zai要yao學xue習xi的de是shi暫zan時shi拋pao開kai內nei部bu結jie構gou原yuan理li不bu談tan,如ru何he能neng用yong單dan片pian機ji寫xie一yi些xie簡jian單dan的de小xiao程cheng序xu,是shi從cong實shi用yong性xing的de角jiao度du出chu發fa,網wang上shang有you一yi種zhong說shuo法fa稱cheng之zhi為wei先xian實shi踐jian後hou理li論lun的de學xue習xi方fang法fa。
因此我的觀點如下,單片機的硬件結構首先要有一個基本的了解,最起碼要知道各引腳的功能、區別,能自己動手搭一個單片機的最小係統,然後就可以直接從程序入手,程序最好還是用 C 語言編程,從簡單的跑馬燈做起,逐漸深入,陸續可以做一些數碼管、液晶、 DS1302 、 DS18B20 等電子元器件的應用,在深入就可以結合一些具體實例擴展一些中斷、串口通訊等功能。還有一點要聲明的是單片機裏用到的 C 語言其實很有限,課堂上學習 C++ 的很大一部分內容在初期單片機編程中都用不到,因此沒必要因為覺的自己的 C 語言基礎不是很好而對單片機望而止步!
學習的工具
軟件方麵方麵, 51 單片機用的是 KEIL 軟件,這個軟件在學校圖書館軟件下載和其他網站上都有,具體用法自己查找相關資料, AVR 的軟件就比較多了,我用的是 CVAVR ,另外還有 ICCAVR 等多款編譯軟件,這要看個人喜好了,建議有了一定的 51 基礎再學。另外就是燒寫軟件,燒寫軟件的作用就是將編譯器生成的 HEX 文件燒寫至單片機裏,這要配合下載線實用,如果有並口的話最好用並口下載線,軟件最好用廣州雙龍的 SLISP 軟件,如果是筆記本沒有並口的話則要自己買一個下載器了,名稱為 USBASP ,網上電子市場有賣 20 塊錢左右,軟件會隨光盤自帶。
硬件方麵,首先是要有單片機,對於單片機有一點要注意, 51 單片機最好買 89S51 、 89S52 這兩種型號,上麵我所說的燒寫程序是 ISP 方式,這兩種單片機支持 ISP 下載,所以如果買其他型號的燒寫程序可能會不太方便, AVR 單片機常用的就是 ATmega16L 其qi它ta型xing號hao的de區qu別bie也ye不bu是shi很hen大da,甚shen至zhi有you些xie兼jian容rong。至zhi於yu單dan片pian機ji開kai發fa板ban,目mu前qian的de價jia格ge都dou很hen貴gui,從cong一yi百bai到dao幾ji百bai不bu等deng,不bu過guo像xiang上shang次ci學xue校xiao裏li廣guang告gao的de那na個ge六liu十shi多duo塊kuai錢qian的de最zui好hao還hai是shi免mian了le,沒mei什shen麼me作zuo用yong。能neng買mai一yi塊kuai當dang然ran好hao,沒mei有you的de話hua也ye不bu要yao緊jin,自zi己ji動dong手shou買mai個ge電dian路lu板ban搭da一yi下xia也ye很hen方fang便bian,引yin出chu ISP 接口,燒寫程序十分容易,然後將 I/O 口引出擴展也很方便。
學習單片機的其它幾個注意點:
1 .理論與實踐並重
對一個初學單片機的人來說,如果按教科書式的學法,上來就是一大堆指令、名(ming)詞(ci),學(xue)了(le)半(ban)天(tian)還(hai)搞(gao)不(bu)清(qing)這(zhe)些(xie)指(zhi)令(ling)起(qi)什(shen)麼(me)作(zuo)用(yong),也(ye)許(xu)用(yong)不(bu)了(le)幾(ji)天(tian)就(jiu)會(hui)覺(jiao)得(de)枯(ku)燥(zao)乏(fa)味(wei)以(yi)致(zhi)半(ban)途(tu)而(er)廢(fei)。所(suo)以(yi)學(xue)習(xi)與(yu)實(shi)踐(jian)結(jie)合(he)是(shi)一(yi)個(ge)好(hao)方(fang)法(fa),邊(bian)學(xue)習(xi)、邊演練,循序漸進,這樣用不了幾次就能將所用到的指令理解、吃透、紮根於腦海,甚至 “ 根深蒂固 ” 。也就是說,當你學習完幾條指令後 ( 一次數量不求多,隻求懂 ) ,接下去就該做實驗了,通過實驗,使你感受到剛才的指令產生的控製效果,眼睛看得見 ( 燈光 ) 、耳朵聽得到 ( 聲音 ) ,gengnengshenkelijiezhilingshizenyangzhuanhuachengxinhaoqushixiankongzhide,tongguoshiyankandaozijisuoxuedechengguobujinyouyizhongchengjiuganyenengtishengniduidanpianjidexingqu。shuojushizaihua,danpianjiyuqishuoshixuechulaide,haiburushuoshizuoshiyanlianchulaide,hekuangzuoshiyanbenshenyeshiyizhongxuexiguocheng。yincibianxuebianliandexuexifangfa,xiaoguotebiehao。
2 .合理安排時間持之以恒
學習單片機不能 “ 三天打魚、兩天曬網 ” ,要有持之以恒的毅力與決 4 心xin。學xue習xi完wan幾ji條tiao指zhi令ling後hou,就jiu應ying及ji時shi做zuo實shi驗yan,融rong彙hui貫guan通tong,而er不bu要yao等deng幾ji天tian或huo幾ji個ge星xing期qi之zhi後hou再zai做zuo實shi驗yan,這zhe樣yang效xiao果guo不bu好hao甚shen至zhi前qian學xue後hou忘wang。另ling外wai要yao有you打da “ 持久戰 ” 的心理準備,不要興趣來時學上幾天,無興趣時涼上幾星期。學習單片機很重要的一點就是持之以恒。
3 .遇到問題耐心檢查
單(dan)片(pian)機(ji)有(you)軟(ruan)硬(ying)件(jian)兩(liang)方(fang)麵(mian)的(de)內(nei)容(rong),有(you)時(shi)一(yi)個(ge)程(cheng)序(xu)怎(zen)麼(me)調(tiao)都(dou)不(bu)出(chu)效(xiao)果(guo),然(ran)而(er)從(cong)理(li)論(lun)分(fen)析(xi)卻(que)又(you)是(shi)對(dui)的(de),這(zhe)是(shi)就(jiu)要(yao)仔(zai)細(xi)找(zhao)原(yuan)因(yin)了(le),學(xue)習(xi)單(dan)片(pian)機(ji)經(jing)常(chang)碰(peng)到(dao)很(hen)多(duo)問(wen)題(ti),有(you)時(shi)一(yi)兩(liang)天(tian)都(dou)不(bu)能(neng)解(jie)決(jue),這(zhe)是(shi)就(jiu)要(yao)有(you)耐(nai)心(xin),從(cong)底(di)層(ceng)找(zhao)起(qi),相(xiang)信(xin)每(mei)找(zhao)出(chu)一(yi)個(ge)錯(cuo)誤(wu)都(dou)會(hui)有(you)一(yi)個(ge)新(xin)的(de)收(shou)獲(huo)。切(qie)不(bu)可(ke)輕(qing)言(yan)放(fang)棄(qi)!!!
4 .對隻短暫學過一遍的知識,充其量隻比浮光掠影稍好。因此,較好的方法是過一段時間後 (1-2 個月 ) 再重新學一遍,學過的知識要經常運用,這樣反複循環幾次就能徹底弄懂消化,永不忘卻。
5 .要進行適當投資購買實驗器材及書籍資料
單dan片pian機ji技ji術shu含han金jin量liang高gao,一yi旦dan學xue會hui後hou,給gei你ni帶dai來lai的de效xiao益yi當dang然ran也ye高gao,無wu論lun是shi應ying聘pin求qiu職zhi還hai是shi自zi起qi爐lu灶zao開kai廠chang辦ban公gong司si,其qi前qian景jing都dou光guang明ming無wu限xian。因yin此ci在zai學xue習xi時shi要yao舍she得de適shi當dang投tou資zi購gou買mai必bi要yao的de學xue習xi、實驗器材。另外還要經常去科技圖書店看看,購買一些適合自己學習、提高的書籍。一本好的書籍真的很重要,可以隨時翻閱,隨時補充不懂或遺忘的知識。
學習使用單片機就是理解單片機硬件結構,以及內部資源的應用,在彙編或C語言中學會各種功能的初始化設置,以及實現各種功能的程序編製。
第一步:數字I/O的使用
使用按鈕輸入信號,發光二極管顯示輸出電平,就可以學習引腳的數字I/O功gong能neng,在zai按an下xia某mou個ge按an鈕niu後hou,某mou發fa光guang二er極ji管guan發fa亮liang,這zhe就jiu是shi數shu字zi電dian路lu中zhong組zu合he邏luo輯ji的de功gong能neng,雖sui然ran很hen簡jian單dan,但dan是shi可ke以yi學xue習xi一yi般ban的de單dan片pian機ji編bian程cheng思si想xiang,例li如ru,必bi須xu設she置zhi很hen多duo寄ji存cun器qi對dui引yin腳jiao進jin行xing初chu始shi化hua處chu理li,才cai能neng使shi引yin腳jiao具ju備bei有you數shu字zi輸shu入ru和he輸shu出chu輸shu出chu功gong能neng。每mei使shi用yong單dan片pian機ji的de一yi個ge功gong能neng,就jiu要yao對dui控kong製zhi該gai功gong能neng的de寄ji存cun器qi進jin行xing設she置zhi,這zhe就jiu是shi單dan片pian機ji編bian程cheng的de特te點dian,千qian萬wan不bu要yao怕pa麻ma煩fan,所suo有you的de單dan片pian機ji都dou是shi這zhe樣yang。
第二步:定時器的使用
學會定時器的使用,就可以用單片機實現時序電路,時序電路的功能是強大的,在工業、家用電氣設備的控製中有很多應用,例如,可以用單片機實現一個具有一個按鈕的樓道燈開關,該開關在按鈕按下一次後,燈亮3分鍾後自動滅,當按鈕連續按下兩次後,燈常亮不滅,當按鈕按下時間超過2s,則燈滅。數字集成電路可以實現時序電路,可編程邏輯器件(PLD)可以實現時序電路,可編程控製器(PLC)也可以實現時序電路,但是隻有單片機實現起來最簡單,成本最低。
定時器的使用是非常重要的,邏輯加時間控製是單片機使用的基礎。
第三步:中斷
單dan片pian機ji的de特te點dian是shi一yi段duan程cheng序xu反fan複fu執zhi行xing,程cheng序xu中zhong的de每mei個ge指zhi令ling的de執zhi行xing都dou需xu要yao一yi定ding的de執zhi行xing時shi間jian,如ru果guo程cheng序xu沒mei有you執zhi行xing到dao某mou指zhi令ling,則ze該gai指zhi令ling的de動dong作zuo就jiu不bu會hui發fa生sheng,這zhe樣yang就jiu會hui耽dan誤wu很hen多duo快kuai速su發fa生sheng的de事shi情qing,例li如ru,按an鈕niu按an下xia時shi的de下xia降jiang沿yan。要yao使shi單dan片pian機ji在zai程cheng序xu正zheng常chang運yun行xing過guo程cheng中zhong,對dui快kuai速su動dong作zuo做zuo出chu反fan應ying,就jiu必bi須xu使shi用yong單dan片pian機ji的de中zhong斷duan功gong能neng,該gai功gong能neng就jiu是shi在zai快kuai速su動dong作zuo發fa生sheng後hou,單dan片pian機ji中zhong斷duan正zheng常chang運yun行xing的de程cheng序xu,處chu理li快kuai速su發fa生sheng的de動dong作zuo,處chu理li完wan成cheng後hou,在zai返fan回hui執zhi行xing正zheng常chang的de程cheng序xu。中zhong斷duan功gong能neng使shi用yong中zhong的de困kun難nan是shi需xu要yao精jing確que地di知zhi道dao什shen麼me時shi候hou不bu允yun許xu中zhong斷duan發fa生sheng(屏蔽中斷)、什麼時候允許中斷發生(開中斷),需要設置哪些寄存器才能使某種中斷起作用,中斷開始時,程序應該幹什麼,中斷完成後,程序應該幹什麼等等。
zhongduanxuehuihou,jiukeyibianzhigengfuzajiegoudechengxu,zheyangdechengxukeyiganzheyijianshi,jianshizheyijianshi,yidanjianshideshiqingfasheng,jiuzhongduanzhengzaigandeshiqing,chulijianshideshiqing,dangranyekeyijianshiduogeshiqing,xingxiangdebiyu,zhongduangongnengshidanpianjijuyouchizhewanlide,kanzheguolidegongneng。
以上三步學會,就相當於降龍十八掌武功,會了三掌了,可以勉強護身。
第四步:與PC機進行RS232通信
單片機都有USART接口,特別是MSP430係列中很多型號,都具有兩個USART接口。USART接口不能直接與PC機的RS232接口連接,它們之間的邏輯電平不同,需要使用一個MAX3232芯片進行電平轉換。
USART接口的使用是非常重要的,通過該接口,可以使單片機與PC機之間交換信息,雖然RS232通信並不先進,但是對於接口的學習是非常重要的。正確使用USART接口,需要學習通信協議,PC機的RS232接口編程等等知識。試想,單片機實驗板上的數據顯示在PC機監視器上,而PC機的鍵盤信號可以在單片機實驗板上得到顯示,將是多麼有意思的事情啊!
第五步:學會A/D轉換
MAP430單片機帶有多通道12位A/D轉換器,通過這些A/D轉換器可以使單片機操作模擬量,顯示和檢測電壓、電流等信號。學習時注意模擬地與數字地、參考電壓、采樣時間,轉換速率,轉換誤差等概念。
使用A/D轉換功能的簡單的例子是設計一個電壓表。
第六步:學會PCI、I2C接口和液晶顯示器接口
這些接口的使用可以使單片機更容易連接外部設備,在擴展單片機功能方麵非常重要。
第七步:學會比較、捕捉、PWM功能
這些功能可以使單片機能夠控製電機,檢測轉速信號,實現電機調速器等控製起功能。
如果以上七步都學會,就可以設計一般的應用係統,相當於學會十招降龍十八掌,可以出手攻擊了。
第八步:學習USB接口、TCP/IP接口、各種工業總線的硬件與軟件設計學習USB接口、TCP/IP接口、各種工業總線的硬件與軟件設計是非常重要的,因為這是當前產品開發的發展方向。
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