《電子技術(shù)應(yīng)用》
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單片機(jī)的通用基礎(chǔ)知識(shí)

2015-06-19

       學(xué)習(xí)使用單片機(jī)就是理解單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu),在匯編C語(yǔ)言中學(xué)會(huì)各種功能的初始化設(shè)置,以及實(shí)現(xiàn)各種功能的程序編制,。 

第一步:數(shù)字I/O的使用 
         使用按鈕輸入信號(hào),,發(fā)光二極管顯示輸出電平,就可以學(xué)習(xí)引腳的數(shù)字I/O功能,,在按下某個(gè)按鈕后,某發(fā)光二極管發(fā)亮,這就是數(shù)字電路中組合邏輯的功能,,雖 然很簡(jiǎn)單,但是可以學(xué)習(xí)一般的單片機(jī)編程思想,,例如,,必須設(shè)置很多寄存器對(duì)引腳進(jìn)行初始化處理,才能使引腳具備有數(shù)字輸入和輸出輸出功能,。每使用單片機(jī)的 一個(gè)功能,,就要對(duì)控制該功能的寄存器進(jìn)行設(shè)置,這就是單片機(jī)編程的特點(diǎn),,千萬(wàn)不要怕麻煩,,所有的單片機(jī)都是這樣。 

第二步:定時(shí)器的使用 
         學(xué)會(huì)定時(shí)器的使用,,就可以用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)時(shí)序電路,,時(shí)序電路的功能是強(qiáng)大的,在工業(yè),、家用電氣設(shè)備的控制中有很多應(yīng)用,,例如,可以用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)一個(gè)具有一個(gè) 按鈕的樓道燈開(kāi)關(guān),,該開(kāi)關(guān)在按鈕按下一次后,,燈亮3分鐘后自動(dòng)滅,當(dāng)按鈕連續(xù)按下兩次后,,燈常亮不滅,,當(dāng)按鈕按下時(shí)間超過(guò)2s,則燈滅,。數(shù)字集成電路可以 實(shí)現(xiàn)時(shí)序電路,,可編程邏輯器件(PLD)可以實(shí)現(xiàn)時(shí)序電路,可編程控制器(PLC)也可以實(shí)現(xiàn)時(shí)序電路,,但是只有單片機(jī)實(shí)現(xiàn)起來(lái)最簡(jiǎn)單,,成本最低,。 
         定時(shí)器的使用是非常重要的,邏輯加時(shí)間控制是單片機(jī)使用的基礎(chǔ),。 

第三步:中斷 
         單片機(jī)的特點(diǎn)是一段程序反復(fù)執(zhí)行,,程序中的每個(gè)指令的執(zhí)行都需要一定的執(zhí)行時(shí)間,如果程序沒(méi)有執(zhí)行到某指令,,則該指令的動(dòng)作就不會(huì)發(fā)生,,這樣就會(huì)耽誤很多 快速發(fā)生的事情,例如,,按鈕按下時(shí)的下降沿,。要使單片機(jī)在程序正常運(yùn)行過(guò)程中,對(duì)快速動(dòng)作做出反應(yīng),,就必須使用單片機(jī)的中斷功能,,該功能就是在快速動(dòng)作發(fā) 生后,單片機(jī)中斷正常運(yùn)行的程序,,處理快速發(fā)生的動(dòng)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(shí)候不允許中斷發(fā)生 (屏蔽中斷),、什么時(shí)候允許中斷發(fā)生(開(kāi)中斷),需要設(shè)置哪些寄存器才能使某 種中斷起作用,,中斷開(kāi)始時(shí),,程序應(yīng)該干什么,中斷完成后,,程序應(yīng)該干什么等等 ,。 
         中斷學(xué)會(huì)后,就可以編制更復(fù)雜結(jié)構(gòu)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(dāng)然也可以監(jiān)視多個(gè)事情,,形象的比喻,,中斷功能使單片機(jī)具有吃著碗里的,看著鍋里的功能,。 
         以上三步學(xué)會(huì),就相當(dāng)于降龍十八掌武功,,會(huì)了三掌了,,可以勉強(qiáng)護(hù)身。 

第四步:與PC機(jī)進(jìn)行RS232通信 
         單片機(jī)都有USART接口,特別是MSP430系列中很多型號(hào),,都具有兩個(gè)USART接口,。USART接口不能直接與PC機(jī)的RS232接口連接,它們之間的邏輯電平不同,,需要使用一個(gè)MAX3232芯片進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換,。 
         USART接口的使用是非常重要的,通過(guò)該接口,,可以使單片機(jī)與PC機(jī)之間交換信息,,雖然RS232通信并不先進(jìn),但是對(duì)于接口的學(xué)習(xí)是非常重要的,。正確 使用USART接口,,需要學(xué)習(xí)通信協(xié)議,PC機(jī)的RS232接口編程等等知識(shí),。試想,,單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板上的數(shù)據(jù)顯示在PC機(jī)監(jiān)視器上,而PC機(jī)的鍵盤(pán)信號(hào)可以 在單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板上得到顯示,,將是多么有意思的事情?。?nbsp;

第五步:學(xué)會(huì)A/D轉(zhuǎn)換
          MSP430單片機(jī)帶有多通道12位A/D轉(zhuǎn)換器,,通過(guò)這些A/D轉(zhuǎn)換器可以使單片機(jī)操作模擬量,,顯示和檢測(cè)電壓、電流等信號(hào),。學(xué)習(xí)時(shí)注意模擬地與數(shù)字地,、參考電壓、采樣時(shí)間,,轉(zhuǎn)換速率,,轉(zhuǎn)換誤差等概念。 
         使用A/D轉(zhuǎn)換功能的簡(jiǎn)單的例子是設(shè)計(jì)一個(gè)電壓表,。 

第六步:學(xué)會(huì)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(jī)更容易連接外部設(shè)備,在擴(kuò)展單片機(jī)功能方面非常重要,。 

第七步:學(xué)會(huì)比較,、捕捉、PWM功能 
         這些功能可以使單片機(jī)能夠控制電機(jī),,檢測(cè)轉(zhuǎn)速信號(hào),,實(shí)現(xiàn)電機(jī)調(diào)速器等控制起功能。
如果以上七步都學(xué)會(huì),,就可以設(shè)計(jì)一般的應(yīng)用系統(tǒng),,相當(dāng)于學(xué)會(huì)十招降龍十八掌,,可以出手攻擊了。 

         第八步:學(xué)習(xí)USB接口,、TCP/IP接口,、各種工業(yè)總線的硬件與軟件設(shè)計(jì)
學(xué)習(xí)USB接口、TCP/IP接口,、各種工業(yè)總線的硬件與軟件設(shè)計(jì)是非常重要的,,因?yàn)檫@是當(dāng)前產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的發(fā)展方向。 
         到此為止,,相當(dāng)于學(xué)會(huì)15招降龍十八掌,,但還不到打遍天下無(wú)敵手的境界。即使如此,,也算是單片機(jī)大蝦了,。順便說(shuō)一句,MSP430單片機(jī)的技術(shù)支持是非常好的,,負(fù)責(zé)任的工程師大蝦會(huì)在關(guān)鍵時(shí)候,,挺身而出,使你化險(xiǎn)為夷,。 

達(dá)到理想境界 
        達(dá)到理想境界是困難的,,在知識(shí)爆炸的年代里,即使天天學(xué)習(xí),,也很難跟上科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,,更何況每天還要為找工作、提職稱(chēng),、寫(xiě)論文,、搞科研經(jīng)費(fèi)、政治學(xué)習(xí),、 買(mǎi)房,、購(gòu)車(chē)、柴,、米,、油、鹽,、醬,、醋、茶等忙活,,那么,,還需要學(xué)習(xí)嗎?回答是肯定的,,人就是為興趣而活,,愛(ài)好單片機(jī)才能學(xué)會(huì)單片機(jī),,不為什么目的,只為學(xué) 習(xí)的樂(lè)趣,,當(dāng)然要是興趣也能賺錢(qián),則是一舉兩得,。 
         學(xué)會(huì)使用單片機(jī)其實(shí)是學(xué)會(huì)了使用工具,,充其量是個(gè)補(bǔ)鍋、鋦碗的匠人,。如果再要進(jìn)步,,就需要在信號(hào)識(shí)別、控制理論,、數(shù)字信號(hào)處理理論,、通信理論等方面下工 夫,只有這樣,,才能開(kāi)發(fā)出高水平,、高附加值、具有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品,,達(dá)到熟練運(yùn)用降龍十八掌,,打遍天下無(wú)敵手的至高境界。 
         單片機(jī)是DSP,、嵌入式操作系統(tǒng)等高級(jí)硬件產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ),。如果想要進(jìn)一步的發(fā)展,必須學(xué)會(huì)單片機(jī)的開(kāi)發(fā),。 
         如果在學(xué)會(huì)單片機(jī)的基礎(chǔ)之上,,學(xué)會(huì)CPLD和FPGA的開(kāi)發(fā)以及硬件描述語(yǔ)言,就可以在高速產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)方面獲得一杯羹,。

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