如何快速入门单片机

学电子跟我来 FOLLOW ME 2010 VOL.0164 一、什么是单片机 将计算机的基本部件微型化并集成到一块芯片 上，具备独特功能的微型计算机叫单片微型计算机 （Single-Chip Microcomputer）， 简 称 单 片 机。 通 常片内含有 CPU、ROM、I/O 口、定时器 / 记数器、 中断控制、时钟电路、系统总线等。图 1 是 51 系 列单片机结构框图。 图1 MC5-51单片机结构框图 其实单片机就是一块具备独特计算机功能的集 成电路 IC，单片机又称微控制器（Microcontroller）、 嵌入式控制器（Embedded Controller）。常见的单 片机有 51 系列、PIC 系列、AVR 系列、ARM 系列等。 图 2 是 51 系列的 40 脚 DIP 封装的 AT89S51 的单 片机，以后我们都以该型号的单片机做实训项目。 图2 51系列单片机40脚DIP封装的AT89S51 二、单片机有什么用 单片机具有的特点 ： （1）单片机具有控制功能强，可以对 I/O 口直 接进行操作，特别是位操作能力更是其他计算机所 无法比拟的。 （2）抗干扰性强，可靠性高，工作温度范围宽， 部分型号的单片机增加了定时复位（看门狗）监控 电路，提高了系统的抗干扰能力，适合于复杂、恶 劣的工作环境。 （3）开发周期短，性价比高，易于产品化。所 以单片机应用广泛，主要面向控制领域，能够实现 系统的在线控制。主要应用于智能化仪表、实时工 业控制、机电一体化产品、智能接口、办公自动化、 家用电器等领域，在交通、网络与通信、航天等领 域中也有广泛的应用。 通俗的说我们每天都要和“单片机”接触几 十次，如计算机、电子表、计算器、数码相机、手机、 MP3、遥控器、洗衣机等。单片机技术使得产品 智能化，微型化，是电子产品更新换代的核心技 术，所以从事电子产业的工作人员必须学好单片 机技术。 三、如何学习单片机技术 单片 机 技 术 是 一 门 实 践 性 很 强 的 应 用 性 技 术，需要硬件 + 软件同时支持。所以必须做到理 论联系实践才能学好单片机。但是我们传统的教 学 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 只注重理论而忽视了实践，或者是因为条 件不够没有办法重视实践。在没有实践的情况下， 却需要我们记住一些空洞而又无聊的单片机理论 知识，实在是太难、太累，才会让我们觉得学习 单片机技术很难。 我们今天提倡的“边学边做”的教学方法将是 把理论和实践结合起来了，就不需要死记理论，而 如何快速入门单片机 作 者 江西冶金职业技术学院 刘昆山 编者按 ：本文献给想学单片机但难以入门的读者，先从大概了解单片 机入手，在随后的实训项目中你将学会举一反三。当你自己能编一段可运行 的程序时，一定会沉浸在成功的喜悦之中。掌握了单片机的技术，让你在职 场中大显身手。 时钟电路 并行接口 串行接口 终端系统 系统总线 ROM P0 P1 P2 P3 TxD RxD RAM 中央处理器 CPU 定时器/计数器 INTO INT1 学电子跟我来 65 FOLLOW ME 是把理论融入到实践中，学一个知识点，做一次实训， 总结一次学习成果。这样既学会了理论知识，又提 高了动手能力，更重要的是掌握了单片机开发的基 本步骤和软硬件的编程与设计，完全可以进行一般 产品的开发。 这种打破传统的循序渐进式的教学方法，是 以单片机的应用为基础，结合基本的工业控制系 统和实践工作中的具体应用，不分知识体系的先 后顺序，将各条指令贯串于一个又一个的实训中， 通过所见即所得的实训来讲解各种指令的编程方 法和相关的概念，是目前学习单片机的最佳学习 方法。 四、学单片机需要的设备和材料 1、电脑一台，P4 以上的个人电脑就可以了。 需要安装单片机软件 Keil C51 uVision2，该软件可 以完成程序的编辑、编译、连接、调试、仿真等整 个开发 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 。再安装编程器软件 Easy 51pro v2.0， 该软件可以用来控制编程器把目标程序文件写入单 片机芯片中。 2、单片机实验板。目前市场上的单片机实验 板基本上都集合了编程器、仿真器、实验模块等功能， 且价格从 100~500 元之间，非常适合单片机初学者 学习单片机技术。 3、常见的电子元器件和单片机芯片。电阻、 电容、二极管、三极管、晶振等常见的电子元件， AT89C51，AT89S51，AT89S52 等常见的单片机芯 片。 以上设备和材料是学习单片机必须的，也是进 行“边学边做”教学模式的必备条件。下面我们来 具体谈谈单片机入门的学习过程。 五、初步掌握单片机技术的六个实训 我们提倡“边学边做”学习单片机技术，学 是为了做，做是为了会。根据人的认知规律，所 以我们采用先学知识点，再做实训项目的学习过 程，通过学习下面六个项目，一定能入门单片机 的门槛。 实训一：用单片机点亮一个LED 主要知识点 ： 单片机入门知识，包括什么是单片机，数制、 码制等基本知识，单片机的外部结构，主要学习单片 机的引脚功能。从而引出单片机工作条件为 ：（1）电 源电路设计（2）复位电路设计（3）时钟电路设计（4） 程序存储器选择电路设计（5）外围电路设计（6）相 关的程序的编写。根据单片机的六个工作条件设计一 个单片机最小应用系统电路图，如图 3 所示。 图3 单片机最小应用系统 此外，还需要学习 Keil uVision2 软件的基本操 作，并学会软件仿真的基本步骤，学习第一个指令 CLR P1.0 的用法。 实训步骤 ： （1）依据单片机的工作条件，设计一个单片机 最小应用系统电路图，并购买元器件和材料，焊接 成实际电路。（2）在电脑上编写程序。（3）通过编 程器把程序加载到目标单片机芯片上，并通电观察 结果。 实训二：用单片机控制8个LED静态花样 显示 主要知识点 ： 单片机的内部结构，包括内部功能部件及其作 用。重点学习程序存储器 ROM、数据存储器 RAM、 特殊功能寄存器 SFR。学习的时候一定要结合传送 类指令的用法，以便充分掌握 I/O 口和 MOV 类指令 1 2 3 4 5 6 7 8 9 40 39 38 37 36 35 34 33 32 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 R2 470 C3 104 C2 30P R1 10k XTAL1 12M C1 30P +5V +5V +5V D1 LED RXD/P3.0 TXD/P3.1 INT0/P3.2 INT1/P3.3 T0/P3.4 T1/P3.5 WR/P3.6 RD/P3.7 XTAL2 XTAL1 GND P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 RESET Vcc P0.0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7 ALE/P PSEN P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 AT89S51 IC 图3 单片机最小应用系统 1 2 3 4 5 6 7 8 9 40 39 38 37 36 35 34 3333 32 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 R2 470 C3 104 C2 30P R1 10k XTAL1 12M C1 30P +5V +5V +5V D1 LED RXD/P3.0 TXD/P3.1 INT0/P3.2 INT1/P3.3 T0/P3.4 T1/P3.5 WR/P3.6 RD/P3.7 XTAL2 XTAL1 GND P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 RESET Vcc P0.0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7 ALE/P PSEN P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 AT89S51 IC ++ 学电子跟我来 FOLLOW ME 2010 VOL.0166 的使用技巧。 实训步骤 ： （1）在前一个项目的最小应用系统的基础上， 增加 8 个 LDE 显示，并制作成电路。（2）在电 脑上编写程序，实现 LED 第 1、3、5、7 亮，2、4、 6、8 灭的显示状态。（3）通过编程器把程序加 载到目标单片机芯片上，并通电观察结果。（4） 实训成功后，还可以自由设计显示状态，比如 ： 编程实现中间两个 LED 亮，其他的 LED 灭的状 态。 实训三：单灯闪烁器的制作 主要知识点 ： 单片机时钟电路和时序的学习，重点学习振荡 周期、状态周期、机器周期、指令周期的定义及其 之间的换算关系，重点学习指令 DJNZ Rn，REL 的 用法，从而学会延时子程序的设计及调用，初步学 会程序设计。 实训步骤 ： （1）使用上一个项目的最小应用系统电路。（2） 在电脑上编写单灯闪烁程序。（3）通过编程器把程 序加载到目标单片机上，并通电观察结果。（4）实 训成功后可以编写八路流水灯的程序，采用多种编 写方法编写同一功能的程序。同时通过编程器把程 序加载到目标单片机上，并通电观察结果。 此时大家一定不再满足于目前的编程能力了， 希望做一些复杂的产品。这个时候我们应该全面系 统的学习指令及指令系统，重点学习汇编语言的指 令格式和指令系统符号的约定，寻址方式，初步学 习数据传送指令，算术运算指令，逻辑操作指令， 控制转移指令，位逻辑操作指令，并学习一定的编 程技巧。 实训四：循环报警器的制作 主要知识点 ： 学习蜂鸣器的发声原理，定时器 / 计数器的工 作原理，并学会相关的程序设计。 实训步骤 ： （1）依据项目 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 设计循环报警器电路图 并制作成电路（2）在电脑上编写循环报警器的 程序（3）通过编程器把程序加载到目标单片机 上， 并 通 电 观 察 结 果。（4） 实 训 成 功 后 可 以 对 功能进行修改，循环一分钟后报警自动停止。 实训五：一位数码管显示器 主要知识点 ： 学习数码管显示数字原理，定时器 / 计数器的 工作原理，特别是 P0、 P1、P2、P3 口的特点，并 学会相关的程序设计。 实训步骤 ： （1）依 据 项 目 要 求 设 计 数 码 管 电 路 图 并 制 作成电路。（2）在电脑上编写数码管显示数字 （自己任意确定）的程序。（3）通过编程器把程 序加载到目标单片机芯片上，并通电观察结果。 （4）实训成功后可以对功能进行修改 ：循环显 示 0-9。 实训六：键控数码管 实训知识点 ： 学习直控键盘和矩阵键盘的工作原理，去抖程 序的设计方法，从 I/O 口的读数据的工作原理，并 学会相关的程序设计。 实训步骤 ： （1） 依 据 项 目 要 求 设 计 键 控 数 码 管 电 路 图 并制作成电路。（2）在电脑上编写键控数码管 显示的程序。（3）通过编程器把程序加载到目 标 单 片 机 芯 片 上， 并 通 电 观 察 结 果。（4） 实 训 成功后可以对功能进行修改 ：二位数码管显示不 同的数字。 本文从单片机的基础知识谈到单片机入门的 学习过程，最后确定了以“边学边做”的教学模 式快速学习单片机技术基础，根据我们提倡的教 学方法学习，通过上面的六个实训项目的学习后 就一定能快速入门单片机了，该方法经过多年的 单片机教学实践，实践证明“边学边做”是学习 单片机技术的最佳方法。入门后要继续学习定时 器、中断等，进一步提高应用技能。本文提到的 六个实训项目将在后续文章中详细介绍具体操作 步骤。