学习使用单片机就是理解单片机硬件结构,以及内部资源的应用, 在汇编或C语言中学会各种功能的初始化设置,以及实现各种功能的程序编制。 第一步:数字I/O的使用 使用按钮输入信号,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,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 第二步:定时器的使用 学会定时器的使用,就可以用单片机实现时序电路,时序电路的功能是强大的,在工业、家用电气设备的控制中有很多应用,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,监视着一件事,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,当然也可以监视多个事情,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。 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。 第四步:与 单片机都有USART 接口,特别是MSP430系列中很多型号,都具有两个USART接口。USART接口不能直接与PC机的RS232接口连接,它们之间的逻辑电平不同,需要使用一个MAX3232芯片进行电平转换。USART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USART接口,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:学会A/D转换 MAP430单片机带有多通道12位A/D转换器,通过这些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: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起功能。 如果以上七步都学会,就可以设计一般的应用系统,相当于学会十招降龙十八掌,可以出手攻击了。 第八步:学习USB接口、TCP/IP接口、各种工业总线的硬件与软件设计 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。 到此为止,相当于学会15招降龙十八掌,但还不到打遍天下无敌手的境界。即使如此,也算是单片机大虾了。
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8位单片机,典型的是51系列的,再高级点用AVR、pic的,功能方面,似乎都不会很复杂,一般可能是控制类的多一下。一般不跑嵌入式OS。
16位的单片机,我接触的主要是MSP430,感觉16位的单片机比较尴尬,高不成低不就,要求低一点,8位MCU就够,高级点不如用32位MCU。一般不跑嵌入式OS。16位就不说了
32位的,就高级点了,一般能跑嵌入式OS,例如ucos2,ucos3,uclinux等等,能做更多复杂的功能。用OS和不用OS的话,编程的思路差异比较大。功能一般有面向控制的,也有简单消费类电子的。
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8位、16位和32位的区别就在于地址位和数据位位宽不同。其实都一样。比如8位的51单片,网上同样有人在上面移植ucos。16位的如430就更不用说了。32位的目前大多数是arm架构的,与前面的8位、16位的指令集不同。除掉前面的boot会用一小段汇编(主要是来clear寄存器,初使化堆栈--有些书上也叫栈)其它大多用C.只要用对应架构和平台的编译器就可以了。故而作为一个c的RD,不需要考虑太多。
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sinap_zhj 发表于 2016-8-26 09:53
8位单片机,典型的是51系列的,再高级点用AVR、pic的,功能方面,似乎都不会很复杂,一般可能是控制类的多一下。一般不跑嵌入式OS。
16位的单片机,我接触的主要是MSP430,感觉16位的单片机比较尴尬,高不成低不就,要求低一点,8位MCU就够,高级点不如用32位MCU。一般不跑嵌入式OS。16位就不说了
32位的,就高级点了,一般 ...
MSP430的价格也不菲。
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现在可以说单片机是百花齐放,百家争鸣的时期,世界上各大芯片制造公司都推出了自己的单片机,从8位、16位到32位,数不胜数,应有尽有,有与主流C51系列兼容的,也有不兼容的,但它们各具特色,互成互补,为单片机的应用提供广阔的天地。
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现在虽然单片机的品种繁多,各具特色,但仍以80C51为核心的单片机占主流,兼容其结构和指令系统的有PHILIPS公司的产品,ATMEL公司的产品和中国***的Winbond系列单片机。所以C8051为核心的单片机占据了半壁江山。而Microchip公司的PIC精简指令集(RISC)也有着强劲的发展势头,中国***的HOLTEK公司近年的单片机产量与日俱增,与其低价质优的优势,占据一定的市场分额。此外还有MOTOROLA公司的产品,日本几大公司的专用单片机。在一定的时期内,这种情形将得以延续,将不存在某个单片机一统天下的垄断局面,走的是依存互补,相辅相成、共同发展的道路。
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单片机的发展趋势是向大容量、高性能化、外围电路内装化等方面发展。为满足不同用户的要求,各公司竞相推出能满足不同需求的产品。
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CPU的改进:
(1)增加CPU的数据总线宽度。例如,各种16位单片机和32位单片机,其数据处理能力要优于8位单片机。另外,8位单片机内部采用16位数据总线,其数据处理能力明显优于一般8位单片机。
(2)采用双CPU结构,以提高数据处理能力。
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存储器的发展
(1)片内的程序存储器现在普遍采用闪速(Flash)存储器。Flash存储器能在+5V下读/写,既有静态RAM的读/写操作简便,又有在掉电时数据不会丢失的优点。使用片内Flash存储器,单片机可不用片外扩展程序存储器,大大简化了其应用系统结构。
(2)加大存储容量。目前有的单片机片内程序存储器容量可达128 KB甚至更多。
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片内I/O的改进
(1)增加并行口的驱动能力,以减少外部驱动芯片。有的单片机可以直接输出大电流和高电压,以便能直接驱动LED和VFD(荧光显示器)。
(2)有些单片机设置了一些特殊的串行I/O功能,为构成分布式、网络化系统提供了方便条件。
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单片机正在向多功能、高性能、高速度、低电压、低功耗、低价格、外围电路内装化以及片内程序存储器和数据存储器容量不断增大的方向发展。
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单片机是一种在线式实时控制计算机,在线式就是现场控制,需要的是有较强的抗干扰能力,较低的成本,这也是和离线式计算机(比如家用PC)的主要区别。
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头像被屏蔽
· 2016-8-26 10:19:56
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单片机由运算器,控制器,存储器,相当于一个微型的计算机(最小系统),和计算机相比,单片机只缺少了I/O设备。概括的讲:一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时,学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。它最早是被用在工业控制领域。
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由于单片机在工业控制领域的广泛应用,单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中,使计算机系统更小,更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。
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现代人类生活中所用的几乎每件电子和机械产品中都会集成有单片机。手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电脑配件中都配有1-2部单片机。 汽车上一般配备40多部单片机,复杂的工业控制系统上甚至可能有数百台单片机在同时工作!单片机的数量不仅远超过PC机和其他计算的总和,甚至比人类的数量还要多。
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单片机是指芯片本身,而单片机系统是为实现某一个控制应用需要由用户设计的,是一个围绕单片机芯片而组建的计算机应用系统,这是单片机应用系统。单片机开发系统是指单片机开发调试的工具。
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单片机自问世以来,性能不断提高和完善,其资源又能满足很多应用场合的需要,加之单片机具有集成度高、功能强、速度快、体积小、功耗低、使用方便、价格低廉等特点,正在逐步取代现有的多片微机应用系统。
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单片机自动完成赋予它的任务的过程,也就是单片机执行程序的过程,即一条条执行的指令的过程,所谓指令就是把要求单片机执行的各种操作用的命令的形式写下来,这是在设计人员赋予它的指令系统所决定的,一条指令对应着一种基本操作;单片机所能执行的全部指令,就是该单片机的指令系统,不同种类的单片机,其指令系统亦不同。
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