如何快速入門單片機
當你有了學習單片機的愿望,接下來的問題就是從何學起,如何學? 對于在校學生有老師指導,開始時的迷茫會少的多,而靠自學的朋友麻煩就多一些。
例如從哪種單片機學起?
需要哪些器材?
買什么書籍有用?
做些什么實驗?... ...等等。
這里就自學單片機過程中的方法和問題向初學者做一些引導和提示:
學單片機之初,你必須懂一些數(shù)字電路,若對數(shù)字電路中的一般概念都很模糊,最好還是再補習一下再來學單片機。接下來你最好先選一種單片機機種進行學習,因為目前單片機種類較多,其結構和指令均不相同,若這種學兩天,那種學兩天往往會貪多嚼不爛。這里建議你最好先學8051單片機,因為8051方面的書籍、資料、器材都較多。PIC和AVR以及其它類型的單片機雖有其長處,但現(xiàn)在的書籍、資料以及器件供應并不理想,不太適合初學者選擇。若你對這些并不在意的話那選擇后者進行學習也未尚不可。
我們建議你選擇8051單片機開始學習的原因還在于8051家族的派生品很多,例如ATMEL公司的AT89C51系列單片機就是完全兼容MSC-51 8051系列的(也就是說,AT89C51的指令、管腳、內(nèi)部主要結構,以及用法與MSC-51相同),他不但兼容,而且還有不少創(chuàng)新,比如他的程序存儲器可以電擦、寫,一片IC就擁有了過去單片機的最小系統(tǒng),不需要以前所謂的373和EPROM元件;所以,實驗時的電路連接、電路板自制都比較容易,加上目前其價格較底,你學習的片子也可以做產(chǎn)品,做產(chǎn)品的片子也可以做實驗,當然AVR系列也有這些特點;而PIC及其它系列在這一點上則顯得不太理想。
購買單片機的書籍最好是書的前面你能看懂,而書的后面你不懂,若前后都看不懂的書最好先別買,因為這本書短時間內(nèi)不會對你起多大作用。當然若不是把書當資料查也不必買前后你都懂的書,因為它對你來說有點淺。應以原理書籍為主。其次可以購買一些應用方面的書籍以便參考。
電子技術本身與實驗離不開,若光靠看書是很難理解其原理和學會單片機開發(fā)的。你應該購置相關單片機的芯片、編程器、實驗板,以及開發(fā)他的相關軟件。并以邊看書邊實驗的方式進行學習其效果將明顯好的多!
由于初學,不可能購置很多昂貴的設備,建議學習用的單片機芯片其程序儲存器是可以反復可擦寫的,如AT89C系列或AVR系列。這樣,在學習燒寫時是無后顧之憂的。
好啦,現(xiàn)在來談談單片機開發(fā)的步驟。想讓單片機按你的意思(想法)完成一項任務,必須先編寫供其使用的程序,編寫單片機的程序應使用該單片機可以識別的“語言”,否則你將是對“石”彈琴。目前較流行的有匯編和C語言;匯編語言可以精確的控制單片機工作的每一步,而C語言則注重結果,不必關心單片機具體的每一步。習慣上宜先學匯編語言后學C語言,這樣可以對單片機有一個更深的了解,再說,就是用C語言編程,在需要精確控制時還需要嵌入?yún)R編語句。當然,也有一開始就用C語言的,后來再學匯編;若你學過計算機的 Turbo C ,開始就學單片機的C也許會更快一些。 單片機程序是用文本編輯器編寫的純文本文件,象我們平常在windows計事本中用漢語寫計劃一樣,先這件事后那件事的去寫,以所使用單片機語言的語法,按我們的想法把單片機要做的事“一件一件”的依次寫下來,遇到“有些事”是重復的,就指明在什么什么地方已有說明(跳轉),在正常安排中若有其它突發(fā)事件出現(xiàn),必須寫一段突發(fā)事件處理計劃(中斷)... ...。
最后保存文件的擴展名應與所使用的語言要求的名字一致;我們漢語的文章一般保存為*.txt擴展名,而匯編語言的文件擴展名一般應為*.asm;有的開發(fā)系統(tǒng)則有自己的規(guī)定,如用 Keil C51開發(fā)系統(tǒng),編寫的匯編程序擴展名為*.a51;當然Keil C51開發(fā)系統(tǒng)也有自己的編輯器,不必用Windows中的計事本。
無論我們使用匯編語言,還是C語言編寫的程序,只是給我們看的,這個程序還必須經(jīng)過與該語言對應的軟件將我們能看懂的匯編或C“翻譯”(編譯)成所用單片機可以識別的代碼。將單片機可以識別的代碼燒寫(編程)到單片機程序存儲器中,單片機裝的實際電路中才能依你的“計劃”去工作。
對于8051系列單片機來說,Keil C開發(fā)系統(tǒng)具有編輯、編譯、模擬單片機C語言程序的功能,也能編輯、編譯、模擬匯編語言程序;對于初學者,開始編寫的程序難免出現(xiàn)語法錯誤或其它不規(guī)范的語句,由于Keil C編譯時對錯誤語句提示的是英文,不太好理解,若用匯編的話,可使用DOS下的宏匯編編譯器ASM51;他可以對出錯語句進行中文提示;你源程序的注釋部分還可以使用中文,這更便于你今后對程序的維護。編譯出的代碼一般擴展名為*.hex或*.bin;這個代碼文件必須送到單片機中單片機在電路中才能按你的“計劃”去工作。將這個代碼文件送到單片機中的工具就是編程器,與電腦連接的編程器一般都通過并口或者串口與編程器的硬件連接,也有相應的服務程序;在連接好電腦與編程后運行其服務程序,在服務程序中先選擇所要編程的單片機型號,再調(diào)入前面所得到的代碼文件,接下來就用編程器將這個代碼文件燒寫到單片機中。
到此,單片機開發(fā)的一個過程就大致完啦。 當然,你不可能一次就把你的“計劃”用單片機的語言完美正確的將源程序?qū)懞茫ň褪俏覀兤匠V朴喌挠媱澰趯嶋H中也有修改的),這就需要反復修改源程序,反復編譯、燒寫到單片機中、反復將單片機裝到電路中去實驗。由于單片機執(zhí)行每一條語句所用的時間很短,有時你無法得到其中間的結果,也無法判斷程序出錯的位置,這時你可以使用軟件模擬的方法,讓程序一步一步的執(zhí)行,每執(zhí)行一步,通過查看單片機中各關鍵數(shù)據(jù)的變化情況,來找到錯誤或沒按你“計劃”執(zhí)行的語句,從而達到排錯的目的。若你資金不成問題的話,也可以購買單片機仿真器,他可以取代實際電路中的單片機,在電腦的控制下一步一步的去排錯。實際上無論軟件模擬(仿真)還是硬件仿真,其功能遠不止這里講的這一點點。
單片機是一門實踐性很強的課程(是半軟半硬的東西),所以必須是理論聯(lián)系實踐,我試過很多種教學法,還是覺得平凡老師創(chuàng)立的“任務教學法”的效果最好。同時我也接觸了德國最先進的教學法:行動導向教學法。因此本人的課程將按行動導向教學法、項目教學法“任務教學法”這個教學思路來編寫。
個人認為平凡單片機教程有些不足的地方,所以我也是改革的寫教程了,完全按照人的認知規(guī)律來寫,和平凡老師的教程在很大程度上不同,更注重對學者的能力的培養(yǎng)。也是我提到的“學習的知識不如學習知識的能力重要”。
好,下面我們開始學習了!請大家認真看!
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