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单片机之路

friend0720

2015-6-7 21:54:20 120774 单片机 AVR

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上位机目录

四轴目录

stm32实践篇目录

stm32原理篇目录

AVR目录

前言

经常浏览电子发烧友论坛，发现很多想学习单片机的爱好者不知道正确的入门方法。本文将自己学习单片机的一些看法和方法分享给大家，希望对那些还在迷茫和彷徨的人有所帮助。本文将从软件和硬件两个方面讲述AVR单片机的入门过程。本文写给那些真正对单片机感兴趣的入门者。AVR单片机的学习难度与51基本相同，是目前各大公司使用的主流8位机之一。其高效的代码执行效率将使你爱不释手。

单片机是一门综合技术，它要求学习者具有一定的电子电路基础，和一定的 C 语言或汇编语言基础。当然如果你学习过《微机原理》那就更好了。C 语言是目前单片机开发最常用到的开发语言，因此请务必学好 C 语言。

同时单片机又是一门实践性很强的技术，如果不亲自动手搭建电路编写程序，是很难真正学会单片机的。下面说说单片机学习的主要过程：

1. 确定一款单片机作为自己的学习目标。目前主流8位单片机有stm8、AVR、PIC等。

2. 搜集该型单片机的各种学习资料。比如书籍、论坛帖子、视频教程等。

3. 下载并搭建软件开发环境

4. 购买硬件开发工具、烧录器、调试器、各种元器件。搭建单片机最小系统，编写程序驱动各种片内资源。

5. 扩展外围电路，并为之编写驱动程序。

后续本人将以ATmega16单片机为例，介绍具体的学习过程。下面是未来我们开发板的大致模样。

送给初学者的一句话：“勿在浮沙筑高台”

遥远的海

（待续）

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2015-6-7 21:54:20　　评论 淘帖0 举报

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715 个讨论

0 谢谢楼主分享

2015-9-7 08:44:27 评论举报 401^# Benj

0 本帖最后由 friend0720 于 2015-9-7 15:59 编辑 STM32F1XX核心寄存器 STM32F1XX系列处理器使用ARM Contex-M3 内核，具有32位数据处理能力。因此STM32F1XX核心寄存器其实就是Contex-M3内核寄存器。 1 Contex-M3内核寄存器 Contex-M3内核包含一组工作寄存器R0-R15及程序状态寄存器PSR等。这些寄存器是处理器内用于数据运算、传输和存储的单元。 1.1 通用寄存器 1.1.1 通用寄存器R0-R7 R0-R7也被称为低组寄存器。所有指令都能访问它们。它们的字长全是32位，复位后的初始化值是不可预料的。 1.1.2 通用寄存器R8-R12 R8-R12也被称为高组寄存器。这是因为只有很少的16位Thumb指令能访问它们，32位的Thumb-2 指令则不受限制。它们也是32位字长，且复位后的初始值是不可预料的。 1.1.3 堆栈指针R13 R13是堆栈指针。在CM3处理器内核中共有两个堆栈指针，于是也就支持两个堆栈。当引用R13(或写作SP)时，引用到的是当前正在使用的那一个，另一个必须用特殊的指令来访问（MSR,MRS指令）。这两个堆栈指针分别是：  主堆栈指针（MSP），或写作SP_main。这是缺省的堆栈指针，它由OS内核、异常服务例程以及所有需要特权访问的应用程序代码来使用。  进程堆栈指针（PSP），或写作SP_process。用于常规的应用程序代码。系统控制寄存器中的SPSEL位决定当前使用那一个堆栈，系统复位后SPSEL=0,R13指向主栈区；如果通过程序令SPSEL=1,则系统把当前栈区由主栈区切换到进程栈区，此时R13指向PSP。堆栈指针的最低两位永远是0，这意味着堆栈总是4字节对齐的。要注意的是，并不是每个程序都要用齐两个堆栈指针。简单的应用程序只使用MSP就够了。 1.1.4 连接寄存器R14 R14是连接寄存器（LR）。在一个汇编程序中，你可以把它写作 LR 或 R14。LR 用于在调用子程序时存储返回地址。 1.1.5 程序计数器R15 R15是程序计数器，在汇编代码中一般我们都叫它的外号“PC”。因为CM3内部使用了指令流水线，读PC时返回的值是当前指令地址+4。如果向PC中写数据，就会引起一次程序分支（但是不更新LR寄存器）。CM3中的指令至少是半字对齐的，所以PC的LSB总是读回0.然而，在分支时，无论是直接写PC的值还是使用分支指令，都必须保证加载到PC的数值是奇数（即LSB=1）,应以表明这是在Thumb状态下执行。倘若写了0，则视为企图转入ARM模式，CM3将产生一个fault异常。 1.2 特殊功能寄存器 1.2.1 程序状态寄存器（PSR）程序状态寄存器在其内部又被分为三个子状态寄存器：应用程序 PSR(APSR) 中断号PSR(IPSR) 执行PSR(EPSR) 通过MRS/MSR指令，这3个PSRs可以单独访问，也可以组合访问。当使用三合一的方式访问时，应使用名字 “xPSR” 或 “PSR” APSR: (1) 标志N：正负标志位 (2) 标志Z：零标志位 (3) 标志C：进位标志位 (4) 标志V：溢出标志位 (5) 标志Q：饱和标志位 IPSR: [8:0] 异常编号 EPSR 包含两个重叠的区域: ICI/IT : 可中断-可继续指令区，用于被打断的多寄存器加载和存储指令。 T：用于 If-Then指令的执行状态区，以及T位（Thumb状态位）。 1.2.2 屏蔽寄存器组 PRIMASK、FAULTMASK、BASEPRI 三个寄存器用于控制异常的使能和屏蔽。 1.2.3 控制寄存器 CONTROL 控制寄存器有两个用途，其一用于定义特权级别，其二用于选择当前使用哪个堆栈指针。遥远的海

2015-9-7 14:40:47 评论举报 402^# friend0720

0 没有得到预期的效果，那怎么样才能有大的进步呢？

2015-9-7 16:28:48 评论举报 403^# hello51

0 本帖最后由 friend0720 于 2016-2-9 12:50 编辑 STM32F1XX核心寄存器继续上一节内容，针对Contex-M3内核寄存器做一些简单实验。 2 Contex-M3内核寄存器实验 2.1汇编语言工程新建一个名为 TestASM 的工程。新建一个名为 main.s 的汇编语言文件，并将其加入到工程中。打开 main.s 文件输入如下内容： ;---------------------------------------------------------- ;定义一个只读代码段 ;---------------------------------------------------------- AREA \|.text\|, CODE, READONLY ;---------------------------------------------------------- ;SystemInit 函数 ;---------------------------------------------------------- SystemInit PROC EXPORT SystemInit BX LR ENDP ;---------------------------------------------------------- ;__main 函数 ;---------------------------------------------------------- __main PROC EXPORT __main ;------------------------ ;通用寄存器实验 ;------------------------ ;寄存器赋值 MOV R0,#0X100 MOV R1,#0X101 MOV R2,#0X102 MOV R11,#0X111 MOV R12,#0X112 ;------------------------ ;堆栈实验 ;------------------------ ;当前堆栈指针MSP赋值 LDR SP,=0X20005000 ;R1 入栈(MSP) PUSH {R1} ;切换堆栈指针到PSP MRS R0,CONTROL ORR R0,R0,#2 MSR CONTROL,R0 ;当前堆栈指针PSP赋值 LDR SP,=0X20004000 ;R2值入PSP栈 PUSH {R2} ;PSP栈出栈 POP {R1} ;切换堆栈指针到MSP MRS R0,CONTROL AND R0,R0,#1 MSR CONTROL,R0 ;MSP栈出栈 POP {R1} ;------------------------ ;连接寄存器LR实验 ;------------------------ ;LR入栈，保护当前LR PUSH {LR} LDR R0,=SystemInit BLX R0 POP {LR} ;------------------------ ;程序状态寄存器实验 ;------------------------ ;负数标志 LDR R0,=0X8FFFFFFF LDR R1,=0X01 ADDS R2,R1,R0 ;零结果标志 LDR R0,=0XFFFFFFFF LDR R1,=0X01 ADDS R2,R1,R0 ;进位借位标志 LDR R0,=0XFFFFFFFF LDR R1,=0XFFFFFFFF ADDS R2,R1,R0 ;溢出标志 LDR R0,=0X7FFFFFFF LDR R1,=0X00000001 ADDS R2,R1,R0 ;饱和标志 LDR R1,=0X7FFFFFFF SSAT.W R0,#12,R1 ;------------------------ ;程序计数器PC实验 ;------------------------ LDR PC,=__main ;本NOP指令旨在代码对齐 ;NOP ENDP ;---------------------------------------------------------- ;程序结束 ;---------------------------------------------------------- END 复制代码打开工程默认建立的startup_stm32f10x_md.s 文件，将第290行代码注释掉：点击工具栏中的魔术棒按钮，弹出对话框中做如下修改：打开工程下的 TestASM.sct文件，删除其中第8行代码：按F7编译工程： 2.2 实验代码说明点击工具栏中的魔术棒图标，弹出对话框中做如下修改：点击工具栏中的调试图标，工程进入软件模拟调试状态。打开 main.s 汇编文件，按F9在 __main 函数第一行设一个断点，按F5程序运行到我们的实验代码开始部分： 2.2.1 通用寄存器实验 ;寄存器赋值 MOV R0,#0X100 MOV R1,#0X101 MOV R2,#0X102 MOV R11,#0X111 MOV R12,#0X112 这部分代码很简单，就是通过MOV 指令对目标寄存器进行赋值操作。按 F10 单步执行代码，通过寄存器窗口可以看到目标寄存器的值发生了改变： 2.2.2 堆栈实验代码说明 ;当前堆栈指针（MSP）赋值 LDR SP,=0X20005000 系统复位后，默认使用主堆栈指针（MSP）。通过寄存器窗口可以看到，本行代码执行前堆栈指针是 MSP =0X20000600 ,这个地址是启动代码设置的。本行代码执行后，MSP =0X20005000 ，我们让堆栈指针指向了 STM32F103C8T6 20K RAM 的最高地址。从上图也可以看出 R13 和 MSP 内容同时发生了改变，而且改变内容是相同的。 ;R1 入栈(MSP) PUSH {R1} 这条指令将寄存器 R1的值入栈。从寄存器窗口可以看出， R13(SP)及MSP 的值由 0X20005000 变为 0X20004FFC，共减少了4字节，这是因为堆栈是向下增长的。 ;切换堆栈指针到PSP MRS R0,CONTROL ORR R0,R0,#2 MSR CONTROL,R0 这三行代码将当前堆栈指针由MSP 切换到 PSP。上一节讲过，CONTROL[1] (控制寄存器第一位)可以用来选择当前使用的堆栈指针。当该位置1时，选择进程堆栈指针 PSP。另外对控制寄存器的操作需要使用 MRS 和 MSR 指令。ORR 是按位或指令。 ;当前堆栈指针PSP赋值 LDR SP,=0X20004000 这条指令将当前堆栈指针赋值为0X20004000。当这条指令执行时，我们看到 R13 和 PSP 的值都变成了0X20004000，这说明当前堆栈指针已经由 MSP 成功切换到 PSP 。 ;R2值入PSP栈 PUSH {R2} ;PSP栈出栈 POP {R1} 第一条先将 R2 内容推入（PSP）堆栈，第二条指令将（PSP）堆栈内容弹出到 R1 寄存器中。实际上就是通过（PSP）堆栈将 R2 的内容赋值给 R1。 ;切换堆栈指针到MSP MRS R0,CONTROL AND R0,R0,#1 MSR CONTROL,R0 ;MSP栈出栈 POP {R1} 我们将堆栈指针由 PSP 切换回 MSP，并且将 MSP 堆栈中先前保存的 R1 寄存器内容重新弹出到 R1 寄存器。 2.2.3 连接寄存器LR (R14) 实验代码说明 ;LR入栈，保护当前LR PUSH {LR} LDR R0,=SystemInit BLX R0 POP {LR} 连接寄存器 LR (R14)，用来保存函数返回地址。代码一开使使用 PUSH 指令，将当前 LR 寄存器内容推入到堆栈中，这样做的目的是对当前 LR 寄存器内容进行保护。接着使用 LDR 伪指令将 SystemInit 函数地址加载到 R0 寄存器中，然后使用 BLX 指令将代码跳转到 SystemInit 函数中执行。最后 SystemInit 函数返回后，通过 POP 指令恢复 LR 寄存器的值。单步执行这段代码，同时观察寄存器窗口。当代码执行到 BLX R0 语句，此时 LR=0X080000F1，PC=0X800016E (当前准备运行的代码地址)。我们通过反汇编窗口可以知道，下一条代码 POP {LR} 的地址=0X08000170。此时按下 F11 建，程序跟踪执行到SystemInit 函数中。这时 LR=0X08000171，这个地址就是 SystemInit 函数返回后的地址，也就是 POP {LR} 这行代码的地址。因此当我们在SystemInit 函数中执行最后一条语句 BX LR 时，程序会跳转到POP {LR} 这行语句继续执行。有人可能会问了：POP {LR} 的地址不是 0X08000170 吗？怎么变成0X08000171了？这是ARM处理器的特点，多出来的 “1”表示当前执行的是 Thumb 指令。 2.2.4 程序状态寄存器实验代码说明 ;负数标志 LDR R0,=0X8FFFFFFF LDR R1,=0X01 ADDS R2,R1,R0 以上代码等效于R2=R0+R1; 如果32位运算结果的最高位为1，那么程序状态寄存器的N位将被置 1 ，但这并不表示结果一定是负数，因为无符号数的最高位也可以为1，在汇编语言中，一个数是否有符号由程序员决定。 ;零结果标志 LDR R0,=0XFFFFFFFF LDR R1,=0X01 ADDS R2,R1,R0 当运算结果为0时，程序状态寄存器的Z位将被置1。 ;进位借位标志 LDR R0,=0XFFFFFFFF LDR R1,=0XFFFFFFFF ADDS R2,R1,R0 当运算结果超出32位范围向前产生进位时，程序状态寄存器的C位置1。 ;溢出标志 LDR R0,=0X7FFFFFFF LDR R1,=0X00000001 ADDS R2,R1,R0 当32位运算结果最高位由0变为1时，程序状态寄存器的V位置1，N位同时置1。 ;饱和标志 LDR R1,=0X7FFFFFFF SSAT.W R0,#12,R1 当 R1 数值超出指定位数（这里指定12位），程序状态寄存器的Q位置1。 2.2.5程序计数器PC实验 LDR PC,=__main 我们知道程序计数器 PC 中装载下一条准备执行的代码地址，这里将 __main 函数地址装载到PC中，程序将跳转到 __main 函数入口重新开始执行。遥远的海

2015-9-11 10:28:43 评论举报 404^# friend0720

0 感觉说的不错学习了

2015-9-11 13:20:25 评论举报 405^# 诗雨12367

0 本帖最后由 friend0720 于 2016-3-5 11:32 编辑系统启动模式微处理器复位后，要从一个确定的地址开始启动初始化程序。STM32 启动程序的开始地址可以有多种选择。在硬件设计上必须满足其选择，以便芯片复位以后，从正确的地址开始执行初始化程序。 STM32F1XX系列使用引脚BOOT1和BOOT0实现其选择。 1.Flash 存储器作为启动地址设置 BOOT1=X(1 或 0)，BOOT0=0,便选择了芯片内部 Flash 存储器作为启动区域。在这种设置中，芯片复位以后，系统从 Flash 执行程序。程序计数器 PC 把 Flash 的开始地址定义为地址 0x0000。实际应用中一般都采取这种启动方式。 2.SRAM 作为启动地址设置 BOOT1=1,BOOT0=1,便选定了内部SRAM存储器作为启动区域。芯片复位以后，开始从内部SRAM执行程序。程序计数器 PC 将内部 SRAM 的开始地址定义为地址 0X0000. 写入 SRAM 的程序，掉电以后会丢失，因此这种模式不能应用到产品中。这种模式一般应用在调试过程中。 3.使用系统存储器作为启动地址设置 BOOT1=0,BOOT0=1,便选择了系统存储器为启动区域。芯片复位以后，开始从系统存储器执行程序。系统存储器是芯片内嵌的一块专用存储区域，在 Flash 和 SRAM 之外。这个存储区内的程序一般是厂家出厂前写入的程序，用来通过串口把用户的程序写入Flash 中。

2015-9-14 09:28:35 评论举报 406^# friend0720

0 我自己焊接的avr之 DS18B20+1602模块下载程序进去后温度显示lcd显示温度-00.0 不变，这是什么原因呢？

2015-9-15 09:16:44 评论举报 407^# hello51

0 hello51 发表于 2015-9-15 09:16 我自己焊接的avr之 DS18B20+1602模块下载程序进去后温度显示lcd显示温度-00.0 不变，这是什么原因呢？问题已经解决，

2015-9-15 11:14:23 评论举报 408^# hello51

0 lz最近挺忙的，我最近在学红外遥控，可没有什么效果，lz可有建议不妨说说

2015-9-29 13:51:39 评论举报 409^# hello51

0 本帖最后由 friend0720 于 2016-3-5 11:20 编辑 stm32 NRF24L01+ 双机无线通讯附件加密！请物下载！

2015-9-29 14:31:11 评论举报 410^# friend0720

0 hello51 发表于 2015-9-29 13:51 lz最近挺忙的，我最近在学红外遥控，可没有什么效果，lz可有建议不妨说说先确认硬件工作是否正常，即红外信号来了，MCU能否进中断。然后再做解码。

2015-9-30 10:30:05 评论举报 411^# friend0720

0 本帖最后由 friend0720 于 2016-3-5 11:31 编辑振荡器时钟是微处理器最重要的部分，时钟的来源是振荡器。在 STM32F1XX 系列产品中，其芯片内嵌一个8MHz 的 RC 振荡器，在芯片上电复位以后，这个 RC 振荡器首先起振，为系统提供时钟源。因此，该系列芯片可以不使用外部振荡器。但芯片内部的 RC 振荡器精度不高，在需要高精度时钟的场合还必须使用外部振荡器。 1.系统主时钟外部振荡器接口系统主时钟是系统除看门狗以外所有功能的时钟，这个时钟即可以选内部 RC 振荡器作为时钟源，也可以外部接一个时钟源。外部时钟源级可以使用一个外部脉冲时钟，也可以外接一个晶体。外部时钟源范围在 4~16 MHz 之间。引脚名称是 OSC-in 和 OSC-out. 2.系统辅助时钟外部振荡器接口该系列芯片还有一个辅助时钟。辅助时钟作为独立看门狗的时钟源，也可以选作实时时钟 RTC 的时钟源。驱动辅助时钟的振荡器也有两个，一个是内部 32 kHz 的 RC 振荡器，另一个是外部 32.768 kHz 的振荡器接口。外部振荡器引脚名称是 OSC32_IN 和 OSC32_OUT。

2015-10-9 13:00:23 评论举报 412^# friend0720

0 本帖最后由 friend0720 于 2016-3-5 11:23 编辑 STM32 mpu6050 读取附件加密！请勿下载！

2015-10-11 10:03:36 评论举报 413^# friend0720

0 本帖最后由 friend0720 于 2016-2-22 12:31 编辑！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！

2015-10-11 11:09:51 评论举报 414^# friend0720

0 本帖最后由 friend0720 于 2016-2-22 12:32 编辑！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！

2015-10-11 11:11:00 评论举报 415^# friend0720

0 本帖最后由 friend0720 于 2016-3-5 11:25 编辑 STM32 串行通讯附件加密！请勿下载！

2015-10-11 11:15:30 评论举报 416^# friend0720

0 LZ你真会玩~说实话因好奇我也拆了个无刷电机！（好友的）

2015-10-18 15:43:42 评论举报 417^# 刘方南

0 friend0720 发表于 2015-7-27 19:26 第16节直流电机测速上一节简单介绍了步进电机，本节介绍直流电机光电测速方法。要想知道电机转速，只要数出电机1秒钟转了多少圈就可以了，不过很显然我们无法用眼睛完成这个任务。但是聪明的灵长类动物想出了使用光电开关测量电机转速的方法。 16.1 透射式光电测速原理透射式光耦由两部分组成，一部分时发光二极管 ... hi,楼主，AVR单片机用ADC来测电压挺好用的，但我现在想同时采集两路电压（用的IC是ATMEGA8A,IO是ADC0和ADC7,用的是中断方式测量），但是ADC7并不属于通用IO，无法设置成输入或输出（是ADC7只能用作输入吗？）另外请教下ADC的各个寄存器应如何设置，才能实现采集两路的功能。

2015-10-29 10:38:16 评论举报 418^# 成微

0 本帖最后由 friend0720 于 2015-11-4 06:12 编辑新的开始

2015-10-30 21:56:23 评论举报 419^# friend0720

0 本帖最后由 friend0720 于 2016-3-13 11:19 编辑四轴目录四轴机架选择飞控原理图机械外框元件布局 PCB 布线芯片焊接及硬件调试整机组装欧拉角四元数 MPU6050 数据及上位机波形显示基于四元数的姿态解算及上位机姿态显示四轴PID讲解无控制飞行使用角速度积分控制四轴偏航角阶段性试飞之炸机视频附件加密！不要下载。

2015-10-31 19:24:00 评论举报 420^# friend0720