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认识单片机系列连载

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  • TA的每日心情
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    [LV.10]以坛为家III

    发表于 2013-8-5 14:12:23 | 显示全部楼层 |阅读模式
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    认识单片机-大白话告诉你什么是单片机

    什么是单片机?很多刚刚步入这里的大学生都会有此一问,本人就个人经历泛泛的说几句。

    1.单片机是什么,用PC举例,有CPU,内存,硬盘等等,单片机你可以理解为一个超小型的PC,CPU,内存,硬盘都在这一个芯片(MCU)中。

    2.单片机能干什么?还用PC举例,你可以在PC上用C++,C#,JAVA等编程,单片机也是可以编程的,只不过它用的是C,来完成一些控制功能,像常见的电子玩具,内部都会有个单片机来实现控制。

    3.怎么学习单片机?单片机的学习有几个点,单片机原理,电路图,C语言编程,接口应用,外围器件驱动等等;大多数新手看到都会问,我先学哪个?个人推荐,不要看死书,看呆书,单片机是个可操作的东西,投入一点成本,买一块开发板,边操作边学习,其中最好入门,最容易让人提起兴趣的个人感觉是C语言这块,哪就从开发板带的例程中,开始调代码,做几个小实验,看开发板的现象,再去理解各中原理。

    4. 单片机怎么学入门?这个问题也是常常让新手不能定位自己的一个点,入门的概念真不好定性,以我自己为例,知道寄存器是什么了,知道IO怎么控制了,知道外围IC怎么驱动了,我就感觉自己已经入门了。


    以上文章以启发为目的,希望更多喜欢电子的新手朋友有点帮助。


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     楼主| 发表于 2013-8-5 14:13:38 | 显示全部楼层
    单片机里都有个啥?来看这里

    现在学校常用单片机还得以51核的为主,所以在这里介绍单片机也以51为主,其它的单片机请读者们触类旁通吧。
    1、兼容MCS51指令系统
    2、8kB可反复擦写(大于1000次)Flash ROM;
    3、32个双向I/O口;
    4、256x8bit内部RAM;
    5、3个16位可编程定时/计数器中断;
    6、时钟频率0-24MHz;
    7、2个串行中断,可编程UART串行通道;
    8、2个外部中断源,共8个中断源;
    9、2个读写中断口线,3级加密位;
    10、低功耗空闲和掉电模式,软件设置睡眠和唤醒功能;
    11、有PDIP、PQFP、TQFP及PLCC等几种封装形式,以适应不同产品的需求。
    以上是我在度娘中copy的数据,其中这些是AT89C52单片机的主要资源,这里面都说出来什么哪?
    第1条说明了为51核,所为的51核就是兼容MSC51指令集,现在市面上很多51核的MCU,在国内推的比较好的就是STC的,很多开发板都在用,它做的最好的一点就是可以串口烧写片子。
    第2条说明了你写代码时能放下的代码量,8kB的flash同样按照PC的思路,这个flash就是硬盘空间,你写代码会进行编译,而编译出来的HEX文件大于8KB,哪不好意思,这颗单片机放不下,请更换同为51核的更高端点的MCU吧。
    第4点256*8bit的RAM,这个RAM就跟我们PC上的内存是一样的,PC上大家玩游戏应该都有过很卡的现象吧,这就是内存太小了,而单片机中就是你开变量,开结构体,开buffer等这些东西所要到RAM,如果你开的这些大于RAM总数,编译都不会通过的。
    第3,5,6,7,8,9条,这些都是接口资源了,相应的接口作用以后再逐渐说明。
    读者们,希望你们也看看其它单片机的相应手册,看看都有多大RAM,多大ROM,做个横向比较,来学习选择单片机时要知道的这些指标,此篇希望能带给大家一点启发。

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     楼主| 发表于 2013-8-5 14:14:57 | 显示全部楼层
    单片机是咋控制外调的哪?

    还是拿PC来类比单片机,PC有很多外设,U盘,键盘,鼠标,显示器等等,而这些外设是怎么连接到PC上的哪?这就是我这次要说的接口~!
    PC上的对外接口现在大家用的最多的是USB,而这个接口的主要作用就是把非PC本身的设备连接到PC上,进行相应操作。那么单片机的接口和PC的接口都是一个作用,就是接外来的芯片,使芯片能进行正常的工作,让单片机能对期进行相应的操作。
    单片机常用接口:
    GPIO:General Purpose Input Output (通用输入/输出);不管是哪种单片机,GPIO是最基本的接口单位。
    UART::Universal Asynchronous Receiver/Transmitter,通用异步接收/发送装置;UART是一种通用串行数据总线,用于异步通信。该总线双向通信,可以实现全双工传输和接收。在嵌入式设计中,UART用来主机与辅助设备通信;现在大部分模块接口都为UART的,通过简单的协议进行通信,使其完成相应的功能,例:Wifi模块,GSM模块;
    SPI:(Serial Peripheral Interface--串行外设接口)总线系统是一种同步串行外设接口,它可以使MCU与各种外围设备以串行方式进行通信以交换信息。常用此接口的IC:SPI FLASH,E2PROM等存储器件。
    I2C:(Inter-Integrated Circuit)总线是由PHILIPS公司开发的两线式串行总线,用于连接微控制器及其外围设备。常用此接口IC:CMOS寄存器配置接口,RTC IC。
    CAN:控制器局域网CAN(ControllerArea Network)作为一种多线路网络通信系统;所有汽车IC都需配此接口(PS:本人非汽车电子的,CAN没用过,也不太了解)

    以上就是单片机中常用的接口了,如果想学单片机,还是见意把以上这些接口原理解理一下,时序看一看,再拿几颗专用的IC都驱动一下,这样可以更快的让你进入单片机的世界,相应接口更细至的说明,可以度娘去找,这些定义也是我在度娘哪copy过来的。
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     楼主| 发表于 2013-8-5 14:16:28 | 显示全部楼层
    单片机在什么条件下才能工作哪?

    现在很火的STC类51单片机的最小系统,其中分几部分:
    1.电源部分为图右上解的电源开头,5V输入给单片机进行供,常用的单片机系统电源电压有5V,3.3V,STC单片机也是有这两种不同电压的片子的,大家在做设计时需先确认系统电压后来进行选择。
    2.晶振部分,在图的左下角连接到单片机中的X1,晶振是什么作用哪?对单片机来讲,他就是心脏,没了晶振就单片机就没了心跳,就不可能正常运行了,晶振是提供单片机进行正常运行的脉搏,他跳一下或几下,单片机走一条指令,这里就有了指令周期与时钟周期的概念,原AT的单片机是12个时间一个指令周期,STC比AT的会快很多,具体多少记不太清了,大家自己看一下数据手册吧。
    3.复位电路部分,C1与R1组成了RC复位电路,这也是单片机常用的复位电路,复位的意思大家不难理解,就如PC一样,复位了他就需要重新开新,进入系统,单片机的复位就是让MCU从头开始跑程序,而如果没有复位信号的话,单片机是不会跑程序的,这里引申一下看门狗(watch dog),以前都是IC的,现很多MCU都是集成在IC内部,他的主要作用就是怕单片机程序跑飞,来给MCU一个复位信号的。
    4.写程序部分,为右上角的232电路,连接到51的P3.0、P3.1口上,也就是通常所说的UART,STC是支持UART写固件的,有专用的软件通过PC的DB9串口进行程序下载,现在很多PC都不保留串口了,哪就需要像PL2102这样的USB转UART的IC来进行接口转换,这样就可以对MCU进行程序下载了。
    上面就是单片机要运行起来的最简单的电路,也常称单片机最小系统,新手入门之时,第一件事要做的就是用手中的烙铁加上IC进搭建一个这样的电路,再写一些简单的程序进行调试后下载,来对单片机有个实际的认识了。
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     楼主| 发表于 2013-8-5 14:17:37 | 显示全部楼层
    想学单片机,但无从下手怎么办?
    单片机的种类繁多,种单片机功能也各有不同,个人推荐新手同鞋们入门首选用51核的单片机,而现在炒的最火的就是STC的51核单片机了,如果不喜欢51哪,哪二推STM8S的单片机,STM8S学好了的话再学习ARM-M系列的STM32时会是个很大的助力。
    好,哪下面以51为例新手同鞋们应该准备些什么哪?
    1.protel 99或AD9等画图软件,既可以画原理图也可以画PCB图,同时这个是在国内最流行的电子画图软件了,教程多,会的人也多。
    2.Keil for C51这是51的编译环境,要写代码就需要有编译环境,学51的别一好处就是可以熟悉Keil,等到步入ARM系列的时候是可以接着用Keil for MDK进行编程的。
    OK,有以上三个软件,你就可以进入单片机的美丽世界了,但只有软件还是不行的,会让人无从入手的,哪下面就需要准备相应的学习教程了。
    3.protues这是一款仿真软件,近几年很是流行,很多大学的毕业设计已经开始流行做出仿真就可以的地步了。
    三个软件学习教程与软件的安装文件可以到下面连接进行下载:
    http://pan.baidu.com/share/link?shareid=3374183754&uk=2349932881
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  • TA的每日心情
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    2015-8-7 21:35
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    [LV.8]以坛为家I

    发表于 2013-8-5 14:22:30 | 显示全部楼层
    支持lz…………

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    谢谢  发表于 2013-8-6 15:46
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     楼主| 发表于 2013-8-5 14:27:10 | 显示全部楼层
    这个是以前写的,后续慢慢会有更新,只不过得抽时间构思,现在比较忙,哎
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  • TA的每日心情
    无聊
    2016-12-20 15:08
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    [LV.9]以坛为家II

    发表于 2013-8-5 14:31:47 | 显示全部楼层
    我也来支持一个

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    好的好的,没事常来  发表于 2013-8-6 15:48
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  • TA的每日心情
    郁闷
    2024-10-28 10:11
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    [LV.Master]伴坛终老

    发表于 2013-8-5 14:44:20 | 显示全部楼层
    写的不错
    我只是路过看看的,要是明天沉了再顶

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    谢谢帮顶,后续会接着更新,也就当自己帮自己顶了,哈哈  发表于 2013-8-6 15:49
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  • TA的每日心情
    奋斗
    2018-2-22 19:39
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    [LV.8]以坛为家I

    发表于 2013-8-5 19:24:24 | 显示全部楼层
    楼主行呀!有问有答,引人入胜。

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    哈哈,谢谢这么高的评价,后续还会有更新哦  发表于 2013-8-6 15:50
    哈哈,谢谢这么高的评价,后续还会有更新哦  发表于 2013-8-6 15:50
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