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从入门到大神,学习单片机的八个步骤介绍

电子工程师 来源:网络整理 作者:工程师姚远香 2018-07-15 11:17 次阅读

任何一款单片机,其实学习步骤都是一样的,不管是8位的入门芯片,还是32位的高速芯片。以下步骤是必须的,按部就班的学完了,你不成大神你来找我。

第一步:数字I/O的使用

使用按键输入信号,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,同时还学会了寄存器的操作方式。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。要注意的是两个功能使用同一组I/O口,比如LCD和LED数据端口在好多例程里都是共用一组端口,如果两者结合,会有冲突,达不到预期的效果,或者在现在LCD的同时LED也在乱跳,这是目前大开发板采用的方式,建议不同的模块使用不同的IO口。

第二步:定时器的使用

学会定时器的使用,就可以写出更高效的程序,别人的程序跑完一遍需要100ms,加入定时器后,你的程序跑完一遍可能只要10ms,在工业、家用电气设备的控制中也有很多应用。真正会写程序的人必然是用定时器的高手。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N件事(多个中断),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,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。举个例子,中断就是,你正在宿舍写代码,突然有人敲门,你停下写代码去开门,开完门后又回来接着写你的代码,这就是一个中断的过程。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。但是离大神还有很长一段距离。

第四步:串口的使用

单片机都有串口,比如国产芯片STC15系列的很多型号,都具有两个串口,更有一些型号有4个串口的。单片机串口接口不能直接与PC机的RS232接口连接,因为它们之间的逻辑电平不同,需要使用一个电平转换芯片进行电平转换,最常用的转换芯片是MAX232。

串口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。正确使用串口,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:A/D转换器

很多单片机带有多通道A/D转换器,转精度有8位,10,12位或更高的不等。STC15系列的就有8通道的10位高速A/D转换器。通过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:学会用扩展接口

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:检测、控制电机

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功能。

第八步:学习产品开发方向相关

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,因为这是当前产品开发的发展方向。

学完了这些东西,你肯定会跃跃欲试的了,此时,最好的就是自己做项目,项目不在乎大小,不在乎难易,先从简单的开始做起。这里说的做项目不是说在开发板上写个程序调试下就完了,是自己动硬件设计,电路图的绘制,电路制作,电路焊接,程序的编写及调试,最后出来一个完整的成品。土豪可以绘制PCB板图打样(现在打样50块大洋起价,很便宜了),穷鬼就直接老老实实的用洞洞板手动焊接电路。这样又能更好的锻炼焊接技术。

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