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单片机之路

friend0720

2015-6-7 21:54:20 121388 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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2015-7-12 09:20:58 评论举报 101^# binshng

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2015-7-12 09:24:55 评论举报 102^# binshng

0 本帖最后由 friend0720 于 2016-2-25 19:30 编辑小结 001 学习AVR已经有一个多月的时光了，最初简陋的开发板现在已经初具规模了。不知道诸位的收获如何？你们自己的开发板现在又是什么样？我的开发板基本上会定格于此，今后不会再有什么大的变化了。今后实验中用到的硬件将不再焊接在开发板上，我们将使用飞线的方式引出MCU的管脚，这也是为什么在一开始的设计中，我们使用双排针跳线帽连接的原因。只要拔掉跳线帽就能断开板子上现有器件与MCU管脚的连接。回顾过去的一个月，我们主要学习了如下内容： .IO口控制 .中断控制 .定时器控制 .74hc595驱动 .数码管动态显示 .矩阵键盘扫描 .红外解码 .时钟芯片DS1302驱动 .温度传感器DS18B20驱动 .异步串行通信上面只是看的到的内容，如果你按照教程一步一步做到这里，相信你学到的远不只这些。那些你通过亲自动手获取的经验远比我教给你的知识宝贵。也许很多人不以为然，认为这些功能太常见、太简单因此提不起兴趣。然而事实却并非如此，在不使用操作系统的情况下，你能让板子上现有的所有功能一同运行而互不干扰吗？相信论坛里很多自以为是的大神都做不到。单单就读取DS18B20温度值而不让动态数码管出现闪烁这一条就能难倒许多所谓的大神。更何况还要响应按键扫描，红外解码，读取时间，再加上与上位机通信等等，绝对可以难倒一大批自以为是的人。在这里我可以肯定的告诉你，板子上的所有功能可以很好的一同工作。之所以这么肯定，是因为它们正很好的一同工作在我的开发板上。在实现了每个基本功能之后，本人将上面提到的所有功能整合到了一个工程中，实现了一个完整的带温度显示的电子钟功能。时间和温度显示每隔10秒转换一次，当然也可以通过遥控器的“Mode”键切换到纯粹的时间或者温度显示。时间值也可以通过遥控器来设定。并且可以将开发板上的当前时间与温度值通过串口发送到上位机。整合过程中使用了： .两个硬件定时器中断，用硬件延时代替原来的软件Delay()。 .一个输入捕获中断，用来实现红外解码 .两个串口中断，实现与上位机的异步串行通信。在While(1)循环中实现了9个任务，分别是 .DS18B20温度读取任务(每500毫秒读取一次温度值) .数码管显示任务（每5毫秒刷新一次数码管） .红外解码按键服务任务（随机响应红外按键） .软定时器任务0 （10秒软定时器，实现温度、时间显示切换） .软定时器任务1 （50毫秒软定时器，实现每250毫秒读取一次时间，每250毫秒向上位机发送一次数据） .软定时器任务2 （500毫秒软定时器，实现每隔500毫秒启动一次温度读取任务） .按键扫描任务（检查当前按键） .按键服务任务（随机响应当前矩阵按键） .蜂鸣器任务（有矩阵按键，或遥控按键按下时蜂鸣器短响） .空闲任务（在这里我让调试用LED每隔500毫秒闪烁一次）下面是上位机显示画面，上位机显示每250毫秒刷新一次。对于我们这个温度时钟来讲这个刷新频率已经足够了。串口波特率 115200 帧格式 8，n, 1 。自定义通信协议：每次串行通信8字节,只接收不应答（因为没必要），格式如下 0xF5 + 秒+ 分钟 + 小时+ 温度 + 0 + 校验和 + 0xF5 示例代码如下： //发送数据到上位机 buf[0]=0xF5; buf[1]=ucSecond; buf[2]=ucMinute; buf[3]=ucHour; buf[4]=(U8)g_cT; //当前温度 buf[5]=0; buf[6]=buf[1]^buf[2]^buf[3]^buf[4]^buf[5]; //计算校验和 buf[7]=0xF5; UART_SendData(buf,8); 这是用串口助手收到的数据之前用惯了VC6.0，这次改用VS2005写上位机着实难为了本人一番，前后用时居然达到了3天时间。呵呵！现在都VS2012了，这可咋办？哥的电脑还在跑32位的XP是不是太落伍了？就到这吧，祝各位玩的愉快，还是那句老话： “勿在浮沙筑高台” 遥远的海（待续）

2015-7-13 15:25:40 评论举报 103^# friend0720

0 friend0720 发表于 2015-6-10 16:23 第四节第一个程序上一节介绍了元器件的采购，相信快递已经在路上了。我们可以利用这个空档时间来搭建软件开发环境。AVR的软件开发环境比较丰富，我使用 AVR Studio + WinAVR 来进行AVR C 语言开发。这两个工具是完全免费的。AVR Studio 是AVR官方提供的开发环境，但是它只支持汇编语言。WinAVR 为我们提供了 GCC 编译器， ... 为何我编译错误了？？

2015-7-13 20:57:52 评论举报 104^# agilentvee

0 好资料谢谢楼主分享

2015-7-13 21:42:26 评论举报 105^# qw520

0 agilentvee 发表于 2015-7-13 20:57 为何我编译错误了？？你把工程路径全部改成英文的试试。

2015-7-13 21:44:36 评论举报 106^# friend0720

0 friend0720 发表于 2015-6-7 22:23 第一节认识Atmega16 哇 avr 的功能那么丰富看来说学单片机要从51开始真的是鬼话啊

2015-7-14 01:05:49 评论举报 107^# 退烧猫

0 friend0720 发表于 2015-7-13 21:44 你把工程路径全部改成英文的试试。错误提示上写诗makefile的问题，是否GCC要设置一下makefile才能通过？求指点

2015-7-14 08:20:54 评论举报 108^# agilentvee

0 本帖最后由 friend0720 于 2015-7-14 08:52 编辑 agilentvee 发表于 2015-7-14 08:20 错误提示上写诗makefile的问题，是否GCC要设置一下makefile才能通过？求指点应该是路径问题，编译器找不到路径因此无法makefile.

2015-7-14 08:41:42 评论举报 109^# friend0720

0 退烧猫发表于 2015-7-14 01:05 哇 avr 的功能那么丰富看来说学单片机要从51开始真的是鬼话啊哇！猫来了，欢迎欢迎！其实8位机都差不多，所以学习难度基本相同。很多人认为要从51学起，其实是因为中国的大学里基本只开51的课程引起的误会。

2015-7-14 08:50:54 评论举报 110^# friend0720

0 学习中，挺受启发，谢谢楼主分享。

2015-7-14 09:08:13 评论举报 111^# 电子海豚

0 电子海豚发表于 2015-7-14 09:08 学习中，挺受启发，谢谢楼主分享。多多交流。。。。。。。。。。。。

2015-7-14 09:11:42 评论举报 112^# friend0720

0 赞一个，楼主好猛啊！

2015-7-14 09:41:36 评论举报 113^# 刘亮

0 新人来支持下。

2015-7-14 22:31:56 评论举报 114^# AndyPeng2015

0 mark

2015-7-17 12:21:23 评论举报 115^# shi

0 本帖最后由 friend0720 于 2016-2-22 00:56 编辑真正的好帖真正的多任务框架：请点击如下链接从单片机初学者迈向单片机工程师

2015-7-17 16:24:28 评论举报 116^# friend0720

0 不错不错，都是牛人

2015-7-17 21:48:27 评论举报 117^# 向前冲678

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2015-7-18 10:50:47 评论举报 118^# 马平

0 本帖最后由 friend0720 于 2015-7-24 20:52 编辑第15节步进电机 15.1 步进电机工作原理(引自：http://blog.sina.com.cn/s/blog_5fe0abe70100dgyk.html) 一般电动机都是连续旋转，而步进电动却是一步一步转动的，故叫步进电动机。每输入一个冲信号，该电动机就转过一定的角度（有的步进电动机可以直接输出线位移，称为直线电动机）。因此步进电动机是一种把脉冲变为角度位移（或直线位移）的执行元件。　　步进电动机的转子为多极分布，定子上嵌有多相星形连接的控制绕组，由专门电源输入电脉冲信号，每输入一个脉冲信号，步进电动机的转子就前进一步。由于输入的是脉冲信号，输出的角位移是断续的，所以又称为脉冲电动机。　　随着数字控制系统的发展，步进电动机的应用将逐渐扩大。步进电动机的种类很多，按结构可分为反应式和激励式两种；按相数分则可分为单相、两相和多相三种。　　图1是反应式步进电动机结构示意图，它的定子具有均匀分布的六个磁极，磁极上绕有绕组。两个相对的磁极组成一组，联法如图所示。　　下面介绍反应式步进电动机单三拍、六拍及双三拍通电方式的基本原理。一、单三拍通电方式的基本原理　　设A相首先通电（B、C两相不通电），产生A-A′轴线方向的磁通，并通过转子形成闭合回路。这时A、A′极就成为电磁铁的N、S极。在磁场的作用下，转子总是力图转到磁阻最小的位置，也就是要转到转子的齿对齐A、A′极的位置（图2a）；接着B相通电（A、C两相不通电），转了便顺时针方向转过30°，它的齿和C、C′极对齐（图2c）。不难理解，当脉冲信号一个一个发来时，如果按A→C→B→A→…的顺序通电，则电机转子便逆时针方向转动。这种通电方式称为单三拍方式。二、六拍通电方式的基本原理　　设A相首先通电，转子齿与定子A、A′对齐（图3a）。然后在A相继续通电的情况下接通B相。这时定子B、B′极对转子齿2、4产生磁拉力，使转子顺时针方向转动，但是A、A′极继续拉住齿1、3，因此，转子转到两个磁拉力平衡为止。这时转子的位置如图3b所示，即转子从图(a)位置顺时针转过了15°。接着A相断电，B相继续通电。这时转子齿2、4和定子B、B′极对齐（图c），转子从图(b)的位置又转过了15°。其位置如图3d所示。这样，如果按A→A、B→B→B、C→C→C、A→A…的顺序轮流通电，则转子便顺时针方向一步一步地转动，步距角15°。电流换接六次，磁场旋转一周，转子前进了一个齿距角。如果按A→A、C→C→C、B→B→B、A→A…的顺序通电，则电机转子逆时针方向转动。这种通电方式称为六拍方式。三、双三拍通电方式的基本原理　　如果每次都是两相通电，即按A、B→B、C→C、A→A、B→…的顺序通电，则称为双三拍方式，从图3b，和图3d可见，步距角也是30°。因此，采用单三拍和双三拍方式时转子走三步前进了一个齿距角，每走一步前进了三分之一齿距角；采用六拍方式时，转子走六步前进了一个齿距角，每走一步前进了六分之一齿距角。因此步距角θ可用下式计算： θ＝360°/(Zr×m) 　　式中Zr是转子齿数；m是运行拍数。一般步进电动机最常见的步距角是3°或1．5°。由上式可知，转子上不只4个齿（齿距角90°），而有40个齿（齿距角为9°）。为了使转子齿与定子齿对齐，两者的齿宽和齿距必须相等。因此，定子上除了6个极以外，在每个极面上还有5个和转子齿一样的小齿。步进电动机的结构图如图4所示。 15.2 28YBJ-48 减速步进电机 28YBJ-48 是一款常见的入门级步进电机，淘宝上的售价还不到4元钱，非常适合初学者拿来做实验。 28YBJ-48 电机主要参数如下：电压：5V 步进角度：5.625 x1/64 减速比：1/64 单个重：0.04KG 5线4相可以用普通uln2003芯片驱动 28YBJ-48 电机内部结构：红色：公共端（可以接地，也可以接5V）橙色：D相（公共端接地时高电平D相导通，公共端接5V时低电平D相导通）黄色：C相（同上）粉色：B相（同上）蓝色：A相（同上） 15.3 电路板图上红点标记芯片第一脚 15.4 原理图 15.5 程序及说明 /* ----------------------------------------------------------------------------------------- 工程： Test系列工程环境： AVR Studio4.17 + WinAVR2010 设备： Atmega16 作者：遥远的海日期： 2015-06-01 说明： 4相5线步进电机驱动 ----------------------------------------------------------------------------------------- / #include "inc.h" //公共端接地，八拍方式驱动，顺序为A AB B BC C CD D DA //static U8 m_ucCodeTable[8]={0x01,0x03,0x02,0x06,0x04,0x0c,0x08,0x09}; //公共端接5V，八拍方式驱动，顺序为A AB B BC C CD D DA static U8 m_ucCodeTable[8]={0x0E,0x0C,0x0D,0x09,0x0B,0x03,0x07,0x06}; / ----------------------------------------------------------------------------------------- 16MHz系统时钟下实现延时 n 微秒 ----------------------------------------------------------------------------------------- / void Delay_US(U16 n) { while(n--) { NOP();NOP();NOP();NOP();NOP(); NOP();NOP();NOP();NOP();NOP(); NOP();NOP();NOP(); } } / ----------------------------------------------------------------------------------------- 复位初始化函数，初始化那些急需初始化的功能。 ----------------------------------------------------------------------------------------- / void ResetInit(void) { } / ----------------------------------------------------------------------------------------- 板级初始化函数 ----------------------------------------------------------------------------------------- / void BoardInit(void) { DDRA \|= 0x0F; //PA[0-3] 输出 } / ----------------------------------------------------------------------------------------- 函数： main 功能： C 语言主函数入口： void 出口： int 备注：无 ----------------------------------------------------------------------------------------- / #define DELAY_CNT 1000 int main(void) { U16 n=DELAY_CNT; ResetInit(); BoardInit(); while(1) { / //顺时针转动 PORTA=m_ucCodeTable[0]; Delay_US(n); PORTA=m_ucCodeTable[1]; Delay_US(n); PORTA=m_ucCodeTable[2]; Delay_US(n); PORTA=m_ucCodeTable[3]; Delay_US(n); PORTA=m_ucCodeTable[4]; Delay_US(n); PORTA=m_ucCodeTable[5]; Delay_US(n); PORTA=m_ucCodeTable[6]; Delay_US(n); PORTA=m_ucCodeTable[7]; Delay_US(n); //逐渐提高频率使电机加速 if(n>550) n--; / //逆时针转动 PORTA=m_ucCodeTable[7]; Delay_US(n); PORTA=m_ucCodeTable[6]; Delay_US(n); PORTA=m_ucCodeTable[5]; Delay_US(n); PORTA=m_ucCodeTable[4]; Delay_US(n); PORTA=m_ucCodeTable[3]; Delay_US(n); PORTA=m_ucCodeTable[2]; Delay_US(n); PORTA=m_ucCodeTable[1]; Delay_US(n); PORTA=m_ucCodeTable[0]; Delay_US(n); //逐渐提高频率使电机加速 if(n>550) n--; } return 0; } 复制代码* “勿在浮沙筑高台” 遥远的海（待续）

2015-7-18 14:06:10 评论举报 119^# friend0720