單片機入門的一點心得

ID:70481 · 發表于 2014-12-17 16:38

最近看到幾個尋求單片機入門的帖子，一時心血來潮，把自己的一些入門心得寫了下來，希望能對初學者有所幫助吧。
可能很多人學習單片機的開始都是一章一章的的去閱讀教程，我也這樣做過，結果就是沒多久就昏昏欲睡了。對于初學者來說，什么隨機存儲器啊，只讀存儲器啊，寄存器啊，尋址方式啊，周期啊，指令啊。。。等等等等，簡直就跟看天書一樣。其實，我認為對于初學者來說，沒必要了解這么多，學習總是一個循序漸進的過程，不要妄想著能一下子就把單片機的理解透了，然后再去動手做實驗，做項目，這是很不現實的。
學習單片機的時候，要想著單片機能做什么我就學什么，我想要做什么就學什么，不懂，就翻書，再不行，就上網找。那么首先單片機能做些什么呢？單片機能做的事情很多很多，恐怕說個幾天幾夜都說不完。可能很多人會這么說，這么多的功能，這么多的例子，究竟從何學起啊！但是在我看來，單片機能做的只有兩件事而你要做的也只有這兩件事情：第一，輸出高低電平；第二，接收高低電平的輸入。假如單片機沒有輸入輸出功能，那么程序編得在怎么超凡脫俗，也沒有任何意義。因為，沒有了跟外圍器件的通信，單片機還有什么用呢！那么跟外圍器件的通信靠的是什么呢？高電平（+3.3V或+5V）和低電平（0V）。那么我們的目的就很明確了，學習單片機的目的就是讓單片機的各個管腳輸入或輸出高或低電平。在程序上代表高低電平的就是數字量1和0。也就是說，程序的最終目的就是在各個管腳上輸入或輸出1或0。所有的程序都是為了達成這個目的而設計的。換句話來說，只要能在你想要的管腳輸入或輸出你想要實現的高或低電平，那么你的目的就已經達到了，不要去管你的程序有多么的臃腫或是不堪入目，這個會隨著你學習的深入和經驗的積累而逐漸改善，不需要著急。
舉個最簡單的例子，在單片機的P1.0的管腳上接一個LED燈，要讓LED燈點亮，就是在P1.0管腳上輸出高電平，要讓LED燈熄滅，就是在P1.0腳上輸出低電平。那么怎么樣才能在P1.0腳上輸出高或低電平呢？不知道，那就去翻書一條一條的去找指令。哦，找到一條SETB置位指令，置位P1.0那不就是把1賦給P1.0嗎，P1.0置1，不就是輸出高電平了嗎？至于是不是，誰試誰知道。不過，先不要著急，既然找到了輸出高電平的指令，那么順便找找輸出低電平的指令。好了，沒錯，就是你了CLR。那么現在就可以編程序了：
         ORG       0000H
         JMP       MAIN
         OGR       0030H             ;如果不能理解這幾條指令的意思，那就直接套用就可以了
MAIN:
         SETB    P1.0                ;輸出高電平，點亮LED燈
         CLR       P1.0                ;輸出低電平，熄滅LED燈
         END
好了，程序完成，很簡單吧。可是，這個只是一亮一滅，我要它不停的閃爍怎么辦？簡單！多加一句跳轉指令就行了，跳轉指令上面就有JMP，那好吧，再改一下程序
         ORG       0000H
         JMP       MAIN
         OGR       0030H
MAIN:
         SETB    P1.0
         CLR       P1.0
         JMP       MAIN
         END
大功告成

可是，程序運行之后，看不到LED燈一亮一滅啊！怎么回事？這是當然了，單片機CUP的運行速度是以微秒來計的，人的眼睛是反應不過來的。那要怎么辦呢？讓CPU停一下等個一兩秒再執行下一條指令？那顯然不行，地球人都知道。那就找點事情給CPU去忙吧，不管它干什么都行，只要再這段時間內不要去碰P1.0管腳就行了。那么讓它去做什么呢，國際上-_-!!!通常讓它去數數，因為CPU每數一個數的時間都是一樣的，比如說1微秒，那么數1 000個數，就是1毫秒，數1 000 000個數就是一秒。那么怎么樣讓CPU去數數呢？繼續找指令表，我找。。。找到一個INC，每執行一次，操作數加1，那我要數到1 000 000的時候停止呢，怎么辦？不知道。不知道！那要你干什么，一邊去吧你，順便把你兄弟DEC也帶走，我不想再見到你們！我再找。。。這個好像有點用JZ，累加器A中為0就跳轉，好像可以啊，我先讓CPU跳一邊去然后給A一個數1 000 000，讓A從1 000 000減到0，A為0時再跳轉回來不就行了？不過累加器A是什么？不知道？那就再翻書。。。哦，好像A最大只能到255，到不了1 000 000，怎么辦？255就255吧，先試試再說，看能不能看出變化。那么怎么給A送數呢？MOV唄！好了，那誰誰誰，你給我回來，DEC別看了，說的就是你！嗯，再改一下程序
         ORG       0000H
         JMP       MAIN
         OGR       0030H
MAIN:
         SETB    P1.0
         MOV       A,#255          ;給A一個數，讓CPU去數
         JMP       WAIT             ;CPU給我一邊數數去
LED_OFF:
         CLR       P1.0
         MOV       A,#255          ;
         JMP       WAIT1          ;再來一個
LED_ON:
         JMP       MAIN
WAIT:
         DEC       A                   ;A-1
         JZ          LED_OFF       ;等于0就跳回去
         JMP       WAIT             ;不等于0就繼續減
WAIT1:
         DEC       A                   ;A-1
         JZ          LED_ON       ;等于0就跳回去
         JMP       WAIT1          ;不等于0就繼續減
         END
編譯，，排錯，運行，大功告成

好了，程序編完了，也能運行了，不過現在高興是不是太早了，你在JMP來JMP去的，JMP的我頭都暈了，那我要是要再延長一點時間，你豈不是要JMP個沒完沒了了？！難道就沒有別的方法了嗎？那好吧，我在翻翻書。真是書到用時方恨少啊。。。咦，這個看起來有點意思，CALL，是不是跟打電話一樣，不管你在哪里，一個CALL，就能找到你啊。不過這個ACALL和LCALL又有神馬不同呢，難道還有國內長途和國際長途之分？不管了，就用你了LCALL，反正不用花錢。
         ORG       0000H
         JMP       MAIN
         OGR       0030H
MAIN:
         SETB    P1.0
         MOV       A,#255
         LCALL    WAIT             ;我CALL
         LCALL    WAIT             ;我再CALL
         LCALL    WAIT             ;
         LCALL    WAIT             ;
         LCALL    WAIT             ;我CALL,CALL,CALL。。。
         CLR       P1.0
         LCALL    WAIT
         LCALL    WAIT
         LCALL    WAIT
         LCALL    WAIT             ;哈哈哈。。。CALL個夠，爽
         JMP       MAIN
WAIT:
         DEC       A                   ;A-1
         JNZ       WAIT             ;沒數完，繼續。。。
         RET                            ;數完了，那我掛電話了，有時間再CALL你啊
         END
好了，這回看起來舒服多了。不過累加器A，看起來你有點意見？A：“廢話！你不知道老子很忙的嗎！分分鐘幾十萬上下，你叫我給你數數？你確定，你的腦袋沒被驢給踢過？老子縱橫機湖幾十年，閱人無數，就沒見過你這么白的程序員！”好吧，大哥，你牛，我惹不起你我躲的起。我再翻書，幸好這不是在考試，我想怎么翻就怎么翻。。。有了！就是你了DJNZ，減1不為0就跳轉。咦，怎么沒有減1為0跳轉的呢？也不知道創造匯編的那位大神是怎么想的。好吧，這不是我們這些小菜鳥該管的，還是改我的程序比較靠譜一點
         ORG       0000H
         JMP       MAIN
         OGR       0030H
MAIN:
         SETB    P1.0
         MOV       R0,#255       ;那就換一個唄
         LCALL    WAIT             ;我CALL
         LCALL    WAIT             ;我再CALL
         LCALL    WAIT             ;
         LCALL    WAIT             ;
         LCALL    WAIT             ;我CALL,CALL,CALL。。。
         CLR       P1.0
         LCALL    WAIT
         LCALL    WAIT
         LCALL    WAIT
         LCALL    WAIT             ;哈哈哈。。。
         JMP       MAIN
WAIT:
         DJNZ    R0,WAIT       ;沒數完，繼續
         RET                            ;數完了，那我掛電話了，有時間再CALL你啊
         END
好了，終于終于終于編完了，其實單片機也不怎么難嘛，呵呵。
最后，再介紹一句，其實
DJNZ    R0,WAIT
這句，還可以換成
DJNZ    R0,$
這樣，減1不為0就等待，其實我想介紹的是這一句
JMP       $
這是個死循環，原地跳步，用來調試程序是非常好用的。不知道創造這句的大神是不是要告訴全世界的程序員，美元的魅力連CPU也擋不住，看到它，誰也跑不動。好了，言歸正傳，這一句其實用來調試程序是非常好用的，不知道怎么用，就先記住吧，或許以后有用，或許永遠也沒用，一家之言，每個人有每個人的方法。
好了，就講到這里了，一時興起講了這么多，以后可能再也沒有這么好的興致寫這么多東西了，就這樣吧

ID:70481 · 發表于 2014-12-17 17:03

（二）I2C協議

如果CCAV要舉辦“菊花郎杯我最喜愛的單片機通信協議”的話，我以菊花郎集團首席執行官名譽擔保，I2C一定會摘得

桂冠。什么？你說SPI應用更廣泛？但是，對于初學者來說SPI在很多時候往往數據發送過去之后，就如石沉大海，完

全不知所以。當年，小菜鳥我操控SPI協議的時候，簡直就像是中了七傷拳的至尊寶：“二當家的，老子踩了你那么久

，就算不痛也隨便應付兩聲嘛！”相比之下I2C就乖巧多了，至少你踩他8腳，他會回應一聲。現在，大家知道我為什

么要選I2C了吧！

好了，我們言歸正傳，I2C的ACK確實是非常的好用，I2C有沒有寫對，請看ACK！一目了然，真的是太方便了！I2C真的

這么簡單嗎？是不是參照著協議圖寫完就OK了呢？未必！以我自己的經歷來看，曾經無數次的，拿著仿真器，對著I2C

協議時序圖，一個時鐘一個時鐘的校驗，或是在客戶那里對著示波器一個脈沖一個脈沖的讀I2C數據。那時候，總是擔

心著是不是多了或是少了一個脈沖啊，究竟是在上升沿還是下降沿讀寫數據啊。。。等等，總之，就是心里沒底。哎

，小菜鳥真是傷不起，傷不起啊傷不起。。。

咦，又跑題了

。對于I2C，我總結了3點原則。自從有了這3點（怎么聽起來這么別扭呢），再也不用為I2C協議

擔心啦！請看：
（1）、在I2C起始信號之前，和結束信號之后，確保SCL和SDA腳為高電平；
（2）、在每個函數（結束信號函數除外）之后，確保SCL為低電平；
（3）、請參考以上兩條(哈哈，其實只有兩點啦，但是我要是說只有兩點那豈不是很沒面子

）
是不是不明覺厲呢

。別著急，我們慢慢來分析。
我們先從起始和結束信號函數開始分析，
void I2c_Start(void)
{
      SCL_HIGH;
      SDA_HIGH;
      nop();
      SDA_LOW;
      nop();
      SCL_LOW;
}
void I2c_Stop(void)
{
      SDA_LOW;
      nop();
      SCL_HIGH;
      nop();
      SDA_HIGH;
}
對照這兩個函數請看第一點，對于I2c_Stop()的SCL_HIGH和SDA_HIGH，這兩個沒什么可說的，這是協議的結束信號，

只要沒寫反了就行，連這個也寫反了的童鞋，自己面壁思過去。這里要說明一下的是I2c_Start()開始的兩個SCL_HIGH

和SDA_HIGH，有沒有童鞋覺得每次結束信號都把SCL和SDA拉高了，還有沒有必要每次都在I2c_Start()里面再寫一遍啊

，太浪費了，勤儉節約是中華民族的光榮傳統，都說了要節約嘛！可是我要說的是，可能在某個不為人知

的陰暗角落，或許I2C的某根線就被偷偷的改變了狀態。這怎么可能！我自己編的程序難度有沒有用到I2C還不知道嗎

？可是，在工作中可能你接手的程序已經不知道經過了多少人的縫縫補補，特別是在一些大型企業中尤為如此。So，

安全第一，安全第一！還有就是你編寫的I2C程序可能會有他人調用，與人方便自己方便吧！對了，還有第2點，這點

跟I2c_Stop()沒就關系，你可以涼涼去了。當然對于I2c_Start()也沒什么可說的，協議寫了嘛，SCL為低，必須的！

好了，你們兩個可以去領盒飯了，下一個I2c_Write(u8 uByte)輪到你了，還看，說的就是你了！上來躺好，放心不用

解剖，我們只看兩點

，好吧，就看一點
void I2c_write(u8 uByte)       //unsigned char 定義為u8，以后不在說明
{
      u8 i;

      for(i=0; i<8; i++)
      {
            if(uByte & 0x80)
            {
                     SDA_HIGH;
            }
            else
            {
                     SDA_LOW;
            }
            SCL_HIGH;       //我高，劃破長空，前面的一切不管
            nop();
            SCL_LOW;       //我低，一場春夢，生與死一切成空
            uByte <<= 1;
      }
}
寫數據其實就是8個時鐘脈沖，這個做個循環就行了，依次把一個字節的數據寫到SDA腳。關鍵是SCL的時鐘脈沖怎么寫

，根據第二點準則，所有I2C通信函數都以SCL低電平結束（結束信號除外），所以，寫脈沖首先就是把SCL拉高，然后

再拉低，這就是一個bit的寫時序了，循環8次，結束寫字節操作。你看，最后還是以SCL低為結束，完美收官！耶！真是太有默契了，贊一個先

！

當當當當，下面有請我們今天的男豬腳I2c_WriteAck()隆重登場！咦，你腳下踩的是什么？
u8 I2c_WriteAck(void)
{
      u8 ack;

      SDA_IN;             //對于51單片機來說，設置為輸入其實就是把管腳置1，所以這句等同于SDA_HIGH，
                     //這句很重要，因為你可能在寫數據的時候把SDA拉低了，所以比不可少
      SCL_HIGH;
      nop();
      if(READ_SDA)       //Only you 能保護我，讓螃蟹和蚌精無法吃我
            ack;= 1;
      else
            ack;= 0;
      SCL_LOW;
      SDA_OUT;       //對于51來說，這句為空

      return ack;
}
根據第二準則，寫操作必定是以SCL低為結束，那么，SCL也是以拉高為開始。現在大家知道我為什么要強調必須以SCL

低為函數的結束了吧！這樣一來對于每一個函數，都可以獨立去分析，不必去理會在這之前的時鐘是什么狀態。別看

ACK這么簡單，I2C協議是生是死就看他的臉色了！對于用I2C通信的所有產品，不管別人對我說的是什么問題，我首先

聞到第一句就是ACK有沒有響應？嗯，調試等一下再說，先看讀操作。“O~O~Only you！”O你個頭。。。

好了，輪到你們了，I2c_Read()、I2c_ReadAck()和I2c_ReadNAck()，都以前上來吧
u8 I2c_Read(void)
{
      u8 i;
      u8 uByte;

      SDA_IN;             //親，別忘了倫家哦

      for(i=0; i<8; i++)
      {
            uByte <<= 1;
            SCL_HIGH;
            if(READ_SDIO)
                     uByte |= 0x01;
            SCL_LOW;
            nop();
      }

      SDA_OUT;       //“我呢，我呢！”你啊，看情況吧

      return uByte;
}
void I2c_ReadAck(void)
{
      SDA_LOW;
      nop();
      SCL_HIGH;
      nop();
      SCL_LOW;
}
void I2c_ReadNack(void)
{
      SDA_HIGH;
      nop();
      SCL_HIGH;
      nop();
      SCL_LOW;
}
這三個函數就不一一分析了，大家以此類推吧。

呼，I2C協議至此大功告成了，照此分析，童鞋們再也不用擔心出錯了！大家想怎么玩就怎么玩，即使是量大的日子也

不用擔心側漏了（咦，這句好像在哪里聽過）！

好了，高興三分鐘就夠了。是不是I2C協議寫好就完事OK了呢？我可以很負責任的告訴你：NO！
嗯，今天就先講到這里吧。欲知后事，請聽下回分解。。。

ID:188935 · 發表于 2017-10-10 15:54

6666，你可以去大學當老師，講的好有默契

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單片機入門的一點心得

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