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單片機的通用基礎知識

2015-06-19

       學習使用單片機就是理解單片機硬件結構,,在匯編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制,。 

第一步:數字I/O的使用 
         使用按鈕輸入信號,發(fā)光二極管顯示輸出電平,,就可以學習引腳的數字I/O功能,,在按下某個按鈕后,某發(fā)光二極管發(fā)亮,,這就是數字電路中組合邏輯的功能,,雖 然很簡單,但是可以學習一般的單片機編程思想,,例如,,必須設置很多寄存器對引腳進行初始化處理,才能使引腳具備有數字輸入和輸出輸出功能,。每使用單片機的 一個功能,,就要對控制該功能的寄存器進行設置,這就是單片機編程的特點,,千萬不要怕麻煩,,所有的單片機都是這樣。 

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(yè),、家用電氣設備的控制中有很多應用,,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后,,燈亮3分鐘后自動滅,當按鈕連續(xù)按下兩次后,,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,可編程控制器(PLC)也可以實現時序電路,,但是只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,,邏輯加時間控制是單片機使用的基礎,。 

第三步:中斷 
         單片機的特點是一段程序反復執(zhí)行,程序中的每個指令的執(zhí)行都需要一定的執(zhí)行時間,,如果程序沒有執(zhí)行到某指令,,則該指令的動作就不會發(fā)生,這樣就會耽誤很多 快速發(fā)生的事情,例如,,按鈕按下時的下降沿,。要使單片機在程序正常運行過程中,對快速動作做出反應,,就必須使用單片機的中斷功能,,該功能就是在快速動作發(fā) 生后,單片機中斷正常運行的程序,,處理快速發(fā)生的動作,,處理完成后,在返回執(zhí)行正常的程序,。中斷功能使用中的困難是需要精確地知道什么時候不允許中斷發(fā)生 (屏蔽中斷),、什么時候允許中斷發(fā)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,,程序應該干什么,中斷完成后,,程序應該干什么等等 ,。 
         中斷學會后,就可以編制更復雜結構的程序,,這樣的程序可以干著一件事,監(jiān)視著一件事,,一旦監(jiān)視的事情發(fā)生,,就中斷正在干的事情,處理監(jiān)視的事情,,當然也可以監(jiān)視多個事情,,形象的比喻,中斷功能使單片機具有吃著碗里的,,看著鍋里的功能,。 
         以上三步學會,就相當于降龍十八掌武功,,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系列中很多型號,,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通信并不先進,但是對于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(jiān)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,,將是多么有意思的事情?。?nbsp;

第五步:學會A/D轉換
          MSP430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面非常重要,。 

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制電機,,檢測轉速信號,,實現電機調速器等控制起功能。
如果以上七步都學會,,就可以設計一般的應用系統(tǒng),,相當于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(yè)總線的硬件與軟件設計
學習USB接口,、TCP/IP接口,、各種工業(yè)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(fā)的發(fā)展方向。 
         到此為止,,相當于學會15招降龍十八掌,,但還不到打遍天下無敵手的境界。即使如此,,也算是單片機大蝦了,。順便說一句,MSP430單片機的技術支持是非常好的,,負責任的工程師大蝦會在關鍵時候,,挺身而出,使你化險為夷,。 

達到理想境界 
        達到理想境界是困難的,,在知識爆炸的年代里,即使天天學習,,也很難跟上科學技術的發(fā)展,,更何況每天還要為找工作、提職稱,、寫論文,、搞科研經費、政治學習,、 買房,、購車、柴,、米,、油、鹽,、醬、醋,、茶等忙活,,那么,還需要學習嗎,?回答是肯定的,,人就是為興趣而活,愛好單片機才能學會單片機,,不為什么目的,,只為學 習的樂趣,當然要是興趣也能賺錢,,則是一舉兩得,。 
         學會使用單片機其實是學會了使用工具,,充其量是個補鍋、鋦碗的匠人,。如果再要進步,,就需要在信號識別、控制理論,、數字信號處理理論,、通信理論等方面下工 夫,只有這樣,,才能開發(fā)出高水平,、高附加值、具有知識產權的產品,,達到熟練運用降龍十八掌,,打遍天下無敵手的至高境界。 
         單片機是DSP,、嵌入式操作系統(tǒng)等高級硬件產品開發(fā)的基礎,。如果想要進一步的發(fā)展,必須學會單片機的開發(fā),。 
         如果在學會單片機的基礎之上,,學會CPLD和FPGA的開發(fā)以及硬件描述語言,就可以在高速產品的開發(fā)方面獲得一杯羹,。

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