單片機學習經驗總結

ID:492935 · 發表于 2019-3-18 09:40

1.參考解碼執行模型：首先，讓我們看看微控制器是如何工作的。我們將計算機主板作為比較。當我們購買計算機時，我們總是追求處理器的主頻。處理器的工作原理是從存儲器中取出指令，解碼后執行。它為什么能這么有序的工作？是因為它有一個工作時鐘，在這個工作時鐘的統一管理下，處理器有序的工作，這里的主頻就是工作時鐘的速度，當然，現在你可能也知道主頻越高，取指譯碼速度越快，性能越好。那么你可能會問，這跟51單片機有什么關系，OK，切入正題，單片機的工作也是這個原理，從存儲器上取指，譯碼，執行。但是單片機的存儲器在哪？在單片機的內部，對于電腦來說，是把處理器，內存集中在一塊主板上。而現在你應該很明確，對于單片機它就相當于一塊電腦主板，把處理器，存儲器集中到一塊芯片內部。從這個宏觀的角度看，所有的單片機是不是都是一個原理，服從于取指，譯碼，執行的基本模型。OK，繼續……

2. 51單片機的外設：我們在學習單片機時，所做的第一個實驗都是一樣的，點燈。也許你已經學會了用單片機做出好看的花樣燈，或者用單片機驅動數碼管顯示出數字或字母。或者可以檢測按鍵了。不錯，我們仔細想想這些是什么，無非，你就是控制那一排排引腳輸出高低電平，我們稱這些引腳叫I/O口，輸入輸出，按鍵是輸入，點燈是輸出。其實你以為你學了三樣東西，其實，你只學了一樣東西，I/O控制。所以這些內容并不是單片機的內容，我們稱之為單片機的外設，現在你應該很明確了，所謂的LCD液晶，AD芯片什么的都是單片機的外設。但是我們為什么要學習這些單片機的外設呢？還是為了熟悉單片機，你驅動的芯片多了，自然對編程模型就熟悉了。其實，我們用單片機就是在驅動外設，然后你問那定時器，中斷，串口通信又是什么？對于中斷，現在單片機在做一件事，突然，我給個信號，現在出了一個意外，你趕快去做另一件事，做完另一件再回來，就是這樣。對于定時器，我舉個例子，現在對于一盞燈，我要他每天晚上六點打開，每天早上六點關閉，我們會怎么做？設定一個計時器，假設當前是晚上六點，現在我讓I/O口輸出高電平點燈，同時打開計時器，定12個小時，12個小時一到，給一個中斷，去把I/O口取反，關燈，是不是這樣控制的。所以中斷，定時器只是為了更好的讓單片機進行控制工作。現在你應該很熟悉了，單片機就是一款自動控制的芯片。注意，是芯片，你做的工作就是如何編程來是這款芯片工作，是這款芯片在規定的程序下干活……怎么讓單片機干活呢？五個字，配置寄存器。

3.配置寄存器：學習51單片機，不管你是剛剛開始學，還是學習有一段時間了，你應該很熟悉的字眼，寄存器。我想說單片機的基本思想就是五個字：配置寄存器。單片機怎么工作，比如，你讓I/O口輸出高電平，怎么輸出，在C語言里，你是通過P1=0xFF來實現的，為什么這么寫，你去看看頭文件reg51.h里的內容，它定義了一個寄存器為P1，然后你向這個寄存器里寫入了8個1，于是輸出高電平。你是通過配置寄存器的內容來控制I/O口的。我們再想一下，定時器你是怎么配置的，同樣的原理，你是通過配置TMOD，TCON，TH，TL等若干個寄存器完成的吧，然后給單片機定了一個時間，當然，你說這些是簡單的，還有復雜的呢？那我就再舉個例子吧，只要是寫單片機程序，你基本都是在配置寄存器，例如，STC系列的單片機帶了PWM功能，你如何讓單片機輸出一個符合你要求的PWM信號呢，你絕對是通過給某個寄存器寫入一個值，這個值控制頻率。再給一個寄存器寫入一個值，這個值控制占空比，然后通過哪個腳輸出，你又是通過一個寄存器來控制的。所以整個過程都是控制寄存器。那么你說，51是這樣的，其他的呢？STM32，高端的單片機，工作起來也是配置寄存器，STM32時鐘信號的選擇，是通過控制RCC，I/O的控制是通過控制GPIO，當然，它采用的方式是存儲器統一編址，就是你定義某個寄存器不再是51的sfr和sbit，而是用指針直接訪問地址的方式，比如訪問某個寄存器，從器件手冊上查找該寄存器的地址為0xXXXXXXXX，那么配置時使用*（long unsigned *）（0xXXXXXXXX）=0xFFFFFFFF的方式，本質不變。這樣看來，那么msp430，PIC都是這樣的，只是他們的寄存器不同，配置方式不同，寫入的值不同而已。如果你真的懂了51單片機，真的懂了單片機配置寄存器的原理。你只要花兩個小時看懂芯片手冊，熟悉了開發環境，一天就能上手新的芯片……題外話就是，看arm等等芯片很高端，如果是裸機編程的話，那么跟也是配置寄存器，原理一樣，當然加了操作系統就不同了，操作系統的框架就是重要的了。

4.關于通信協議：對于任何單片機來說，最為難的問題就是通信協議了，對于這個問題，我不想說的太多，畢竟不是在做通信原理，只是要說明的一點就是，“有通信就有協議，這是什么意思？就是說單片機在驅動任何芯片的時候，必須要服從這款芯片的的時序，比如先使能這個芯片，然后給出寫信號或者讀信號，然后芯片在發出響應信號，再對芯片進行操作。為什么要這樣呢？首先，對于芯片來說，它有自己的操作方式，如果沒有固定的方式，那就亂套了，其實聯想到人身上也是這樣的，中國人和美國人交流時，如果沒有翻譯，就需要打手勢，這個手勢雙方都能懂，于是就能通信。芯片協議也是這樣的，單片機和芯片都能理解，于是他們都能工作。還有一點就是像有些芯片帶了SPI的協議，IIC的協議等等，如果它自帶了，那么他協議已經設置好了，回歸到本質，使用這個協議又是配置寄存器了。比如51單片機的串口協議，你是通過配置寄存器來設置波特率，校驗位的吧……萬變不離其宗……

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