如何开始学习单片机

如何开始学习单片机

ldqmoon
2006年10月于深圳

我并不是什么高手,只是自己在摸爬滚打7、8年后得到的一点点经验，说出来和大家分享罢了。这篇文章也就是个经验只谈，大家觉得合适就看看，不合适就不要看下去了。我呢，什么时候发现这片文章需要补充了，就继续来完善，我想，也许用这篇文章，就可以指导你入门单片机。如果你真的是通过这片文章来学习单片机的，那就是我最大的欣慰了。

一、明确为什么要学单片机
    如果你对单片机一无所知，是因为工作原因而被迫去学习单片机，那我建议你去买个开发板，照着附送的光盘里的程序运行单片机，这样可以比较快的上手。
    如果你是因为兴趣去学习单片机，那么恭喜你，你已经站在的单片机的大门口，接下来只要稍稍努力一下就好了。

    学习单片机，学习arm，学习嵌入式系统，学习这些东西并不是为了追赶潮流，学习他们只是增加自己的见识，提高自己的技术罢了，盲目的追求和无目的的学习，最后只会让自己一无所获。

    如果你是高中初中生，想学习单片机，我建议你不要这么早开始学习。先学好数学，物理，化学这三门课；如果可以的话，把英语、计算机基础打好，然后再进一步学好语文和政治。 数学是学习理工科的技术，单片机世界中的很多知识和物理化学结合的很紧密，所以这三门课是必学的； 学好英语是了能看懂一些外文资料，单片机也离不开计算机，这些都可以辅助自己学习单片机；至于为什么要学习语文和政治，学好这两门课是为了让你能清楚的表达出自己的问题和想法，很多人在发帖提问的时候不能清楚的表达自己的意思，导致别人给出错误的解决方法。

    如果你是大一大二的学习，那正是一个学习单片机的好时光。在大学的课余时间相对较多，环境也好，很适合去学习某一样东西。所以如果这个时候开始学习单片机，等大学4年出来后，你的功底将比同龄人强很多。

    有些人习惯上来就去买开发板,我认为这样做并不好。因为使用开发板,练习的只有程序这一个部分,而对硬件的研究却相对较少.所以我建议，从一些基础的板焊起,这样不但可以练习软硬件,还可以学会一种调试开发板的方法,更可以练习焊接技术，一举而多得,何乐而不为呢?

二、态度问题
    我一直主张学习一定要有个好的态度。学习单片机，最忌讳心浮气燥，遇到问题时在网上到处发帖求人，不去自己解决问题。

    在刚开始学的时候，不要怕自己会犯错误，程序调不通，或者烧几个单片机，是非常正常的事情。基础需要自己一点一点的积累，当积累的一定的数量后，自然就会有质的飞跃。但如果你遇到问题后就到处求人，自己不动脑筋的去解决问题，你就决不可能有质的飞跃。而且，谁都有这么一个初学阶段，没什么大不了的

    基础知识，在我们学习单片机的过程中十分重要。打好基础，就可以从一个点出发，逐渐触及其他知识。这也就是为什么网上有人认为先学好51单片机再去学arm会更好。

三、开始学习前你需要了解的几个概念
    单片机：单片机是个广义的叫法，mcs51系列，96系列，arm系列，msp430系列等等，都可以叫单片机。单片机其实就是指那些把输入输出部分，控制器，运算器等各个部件集成到一个芯片的ic。国外也叫SingalChip。至于把单片机叫做mcu，我觉得因为51系列单片机多用于工业控制领域，所以叫micro control unit。

    烧录： 早期的单片机，要执行某个程序的话，需要从单片机以外的地方（一般是外部存储器）获取指令； 现代的单片机内部集成了存储器，执行时可以直接从内部存储器获取指令。而这些指令是如何写进内部或外部存储器中的呢？当然是通过一种比较特殊的手段写入，这个写入过程就称为烧录

    仿真： 单片机获取了指令后，就会执行下去，执行过程中，你无法看到单片机内部的状态。现在我有这样一个设备，这个设备可以模拟单片机的全部功能，我通过这个设备执行某个程序，这样我就可以查看单片机内部的状态了，这个操作程为仿真。

    烧录器&仿真器： 烧录器是用来给存储器写入程序用的，仿真器是用来模拟单片机运行情况的

    下载线： 当单片机内部具有了存储器后，通过烧录器可以给它的内部存储器写入程序；这种写入方式是并行写入的，也就是一次写入一个字节。这样会带来一些不方便，所以就有厂家使用了串行写入方式，也就是每次写入一个位。上位机（PC）只需要和单片机连接5跟线就可以对单片机的内部存储器写入程序了。这样的5根线就组成了下载线。（为什么不是6根，可以看下文的解释）。

    明白了以上几个概念后，再去学习单片机会更快。
    如果你对上面的几个概念感觉仍然很模糊，就请不要再去思考它们了，随着你学习的深入，上面的几个概念自然会明白的。

四、学习前的准备工作
    首先，你要准备几个必要的东西。

    书： 一本好的书将指导自己如何开始学习。我推荐两本：胡汉才的《单片机原理及其接口技术》 清华大学出版社；还有一本是何立民的《MCS51单片机接口技术》（好象是叫这个名字，很老的一本书了）。 胡汗才的那本用来学习，何教授那本是用来参考的

    工具： 电烙铁和万用表是必备的，除此之外是螺丝刀等其他小工具，都会用的到的,可能你还需要准备一些万用电路板,来焊接电路.如果想自己做电路板的话，可以买一些敷铜板.这些在电子市场都可以买到的.如果没有条件到电子市场,可以考虑邮购,或者,写信给我,我也可以帮忙购买的,当然了,我帮忙购买的话，价格和邮费需要你自己掏了~~

    软件： keil（这个是编译程序不可少的） ， Easy51Pro宇宙版（用来下载程序的）.这两个软件在网上都可以下到.

    准备好上面几个东西后，再需要准备的就是一个下载线和一个开发板。下载线的电路图在这里可以找到（http://www.mcu123.com/new/Article_Show.asp?ArticleID=3） 注意一下，图中接了6根线，如果去掉那个244不用，只用5根线就可以了。那各244是用来保护并口的，所以最好加上，否则烧并口了不要怪我。

五、 动工了。。。
    虽然是开始动工了，你的那个下载线准备好了吗？ 没有的话赶快先焊一根吧，这个可是相当重要的哦

    有了下载线后，你需要下面几个元件
1、一片AT89S51单片机，大概8块钱左右
2、一个12MHz或11.0592MHz的晶振。
3、2个22pF的电容
4、一个10uf的电容和一个10k的电阻
5、一小块电路板，一个插针
总的成本大概是在15块，怎么样，区区15块就可以让你进如单片机的世界，是不是很划算。

呵呵，不过别想的那么好，开始是很便宜，但想深入学习就要做长期打算了，成本有时是很高的哦~

准备好上面的东西后，按照下面的电路图焊好电路板

那个J1就是用和下载线相连的，注意不要接错

启动Keil，建立工程，注意输出格式是hex文件，输入下面的程序
mov p1,0x55;
jb ＄
end
不知道什么意思不要紧，先这么做着吧。编译后，你就可以得到hex文件（如何使用keil，请先从网上看相关的文章吧）

焊好之后，启动Easy51Pro，（如何使用就不用我这里罗嗦了），设置编程器类型为Atmel ByteBlaster下载线。打开刚才你编译得到的hex文件，然后点“自动完成” 就可以了

以上的操作，就称之为下载。如果顺利的话，Easy51Pro会提示成功，然后用万用表依次测量P1口，你会得到 高-低-高-低-高-低-高-低这样的电平。

如果Easy51Pro提示有问题，或你得不到这样的输出结果，那就需要进行检查了。

六、焊的板不能工作。。。。
    一般来说，按照上面的电路图，只要焊的没有问题，一般都能正常工作。但也不能排除少数情况。我把可能出现的情况列出来，解决办法不用说大家也该知道了。1-4表示了一个检测顺序，一般来说，上一个检测点对下一个检查点是有影响的。

1、电源。这个电路的工作电压范围是3.3-7v之间，低了单片机就不工作了，高了就要烧单片机了。一般都是5v供电的

2、EA线是否接高？ 由于我们使用的单片机内部的存储器，所以这根线一定要接高

3、断开电源，万用表的黑标笔接地，红标笔接在9引脚上，然后上电，看是否能测量到一个大于0.5v的瞬间电压。 这个瞬间电压是给单片机复位用的，没有这个复位信号，单片机是不会开始工作的

4、给电路供电后，万用表的黑标笔接地，红标笔依次测量18、19两个引脚，有没有测量到2v左右的电压？ 如果没有，表示晶振部分没有起振，有的话才算单片机的时钟部分开始工作了。

检查完上面这几个地方，对于我们焊的这个板，所有可能出现的问题就都被排除了。如果这样还不能正常的烧录程序或执行程序，那很有可能你的那个单片机挂掉了，换一个来试试。

这里有个小技巧：如果单片机没有正常工作的话，使用Easy51pro的时候，它会提示烧录不成功，这个时候你就需要开始检查焊的那个电路板了，还有你焊的那个下载线，都需要仔细检查。而我们的那个小程序，这个时候还不需要检查的。

现在，我来解释一下那个小程序的意思
mov p1,0x55;   就是往P1口送0x55数据，所以测量出来的结果就是高-低-高-低-高-低-高-低，这种交替电平
jb ＄       ； 这句是让单片机反复执行这条指令，这样单片机就不会去执行其他程序了，也就是常说的“停机”
end        ; 表示程序结束

上面进行的操作就是一个单片机初学者最开始做的东西.因为等你检查到有那样的交替电平后,表示你自己的单片机学习平台已经搭建好了,剩下的操作是要扩充这个平台,利用这个平台做实验,以及修改这个平台等.

当然,上面的操作完成了最基础的入门.如果你想使自己能更加的入门,则至少要完成下面的四个实验:
1. 流水灯实验. 其实就是在上面的操作上做一些改进.做这个实验是为了熟悉一下单片机的io口操作.另外,可以给自己一个感性上的认识,到底单片机执行程序的速度有多快.
2.行列键盘. 这是使用单片机做为输入用的一个典型程序.虽然有很多通用的键盘扫描程序,但如果自己能设计出一个完美的程序来，则说明自己具有了一定的编程功底.
3.秒表.  这个是利用单片机定时器的一个实验.做这个实验是为了熟悉单片机的内部功能单元以及单片机的寄存器.
4.串口通讯. 这个是一个扩展的实验,用这个实验可以完成单片机和电脑通讯的操作,很值得练一练.同时,也能反映出你搭建的平台是否够稳定.

做完上面的实验后,自己就会具有一定的开发能力了.接下来根据的实际做些小东西,多练练就好了

七、如何学好单片机
    也许，学单片机学久后，就会发现，自己有很长一段时间没有任何长进了，甚至发现自己好象已经无法提高了，好象碰到什么问题拿单片机都能解决，但实际做的时候却有做不出来。如果碰到这样的情况，你就要稍微注意了。你需要提高自己了。
    单片机是一门很广的学问，用佛教的一句话就是“ 至简至深 ”。 单片机很简单，总共才40个引脚，程序也好写。但单片机也很复杂，通过单片机可以做无限的扩展。现代的任何一种微处理器，都会有51单片机的思路。

    想学好单片机，我觉得至少要做到以下几点
1、养成一个好的心态。解决了难题不要骄傲，遇到困难不能放弃；不去求人要程序，也不要自己炫耀自己的技术，等等
2、多看书，多动手。 书要广泛的看，不要只看和单片机相关的书，而是和电子相关的书都要看，比如c++ ，vc，vb，TCPIP，  Internet, 数据结构，模拟电路，数字电路，english 等等。。因为这些东西都是和你所学的东西相关的，看的书越多，你解决问题的思路就会越广。练习的话可以利用你手边的资源来操作。如果自己多注意一下的话，会发现自己身边有很东西可以拿来学习单片机的
3、多和其他人交流。多听取其他人的意见。即使对方说的不对，你也拿来和自己的思路对比一下，看看哪样做会更好。
4、多上网，从网上获取知识。多去论坛，多去解决别人的问题。

七、后记
    在论坛的时候，总是看到有人发帖，询问如何开始学单片机，如何学好单片机。 所以总想写这么一篇文章，给初学者一个参考。写完这片文章的时候，回想起自己刚开始学电子技术的情况，觉得这么多年来，走了很多弯路。也许，就是因为这些弯路，才培养了自己的技术。我觉得，学单片机也好，学其他任何一门课也好，总也摆脱不了那种老套的思路：理论加实践。理论知识学到一定程度的时候，一定需要实践来验证。学单片机的时候，动手非常重要，光看书的话，完全可以把人看晕，并让人产生幻觉，学单片机怎么这么难啊。而一旦自己做进来，就会发现这里面的趣味是无穷的，每一个部分都会让人非常想琢磨到底。这也许就是单片机这门学科的魅力所在。