第六章：51單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板原理與功能簡介
現(xiàn)在市面上單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板種類繁多，有的非常簡陋，有的相對高級，價(jià)格與外圍器件擴(kuò)展的程度正相關(guān)。我設(shè)計(jì)的這一款實(shí)驗(yàn)板個(gè)人認(rèn)為不算簡陋但也稱不上高級，和網(wǎng)上的各種普及型實(shí)驗(yàn)板都差不多，市售價(jià)格在100元左右，非常適合初學(xué)者使用。能夠把這款實(shí)驗(yàn)板的所有功能都開發(fā)出來的話，你的單片機(jī)開發(fā)水平就相當(dāng)可以了。由于電路原理非常簡單，電路原理圖與PCB圖我將免費(fèi)公布，以利于廣大初學(xué)者自制，需要者請聯(lián)系向我索要。你也可以參考我板子的硬件結(jié)構(gòu)，根據(jù)自己的要求自行設(shè)計(jì)。
請參照你手里的51教材中列出的單片機(jī)管腳，我將詳細(xì)說明本實(shí)驗(yàn)板的硬件結(jié)構(gòu)。
1、P0口通過74LS244（單方向8位總線驅(qū)動器）驅(qū)動8位LED發(fā)光二極管。可以實(shí)現(xiàn)廣告燈、跑馬燈、交通燈等相關(guān)實(shí)驗(yàn)。
2、P0同時(shí)通過74LS244驅(qū)動4位LED數(shù)碼管的段選，與8位LED切換通過一只開關(guān)完成。位選由P2口前4位通過4只NPN三極管驅(qū)動完成。可以實(shí)現(xiàn)時(shí)間顯示、秒表與計(jì)數(shù)顯示等與數(shù)碼管有關(guān)的實(shí)驗(yàn)。
3、P1.5通過一只PNP三極管驅(qū)動一只自震蕩的蜂鳴器。自震
蕩的意思是加上一定直流電壓，蜂鳴器即可發(fā)出一定頻率的聲音。如果想改變頻率，可以使用PWM（脈寬調(diào)制，就是改變脈沖占空比）方式通過音頻調(diào)制驅(qū)動。如果想實(shí)現(xiàn)音樂編程，更換為一般的蜂鳴器（就是音樂賀卡里的壓電片）即可。可以完成與音樂發(fā)生有關(guān)的實(shí)驗(yàn)，也可作為報(bào)警信號輸出。
4、P1.6與P1.7腳連接IIC器件，板載一只8腳DIP插座，可選AT24C02，它是一只256B的EEPROM（電可擦寫存儲器）。可以實(shí)現(xiàn)電子密碼鎖等需要保存數(shù)據(jù)的實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)也可以對IIC技術(shù)有個(gè)基本的了解與掌握。
5、P3.2——P3.5是51的4個(gè)中斷的外部輸入端，這四個(gè)管腳連接4只按鍵開關(guān)到地，按下按鍵將該管腳接地。選擇P3工作于第一功能，則按鍵開關(guān)工作于查詢方式。如果選擇第二功能，就工作于中斷方式。可以完成按鍵和中斷的相關(guān)實(shí)驗(yàn)。此處解釋一下查詢與中斷，如果你在睡午覺，為了防止遲到，你每隔5分鐘就睜眼看一下鬧鐘（假設(shè)你能夠準(zhǔn)時(shí)醒來），這就是查詢方式，使用鬧鐘叫你就是中斷方式了。它們的區(qū)別很顯然，選擇查詢方式CPU就不能干別的工作了（就像你無法連續(xù)的睡覺），選擇中斷的話CPU可以去做其他工作，直到中斷來臨，CPU再去做中斷要求的工作。
6、P3.0與P3.1是單片機(jī)的串口接收與發(fā)送數(shù)據(jù)線，它們通過MAX232轉(zhuǎn)換為RS-232（一種串口通訊協(xié)議）標(biāo)準(zhǔn)電平，以便與PC機(jī)的串口通訊。因?yàn)?1單片機(jī)與PC機(jī)的串口電平標(biāo)準(zhǔn)不同，所以用MAX232進(jìn)行一個(gè)電平轉(zhuǎn)換工作，僅此而已，你不需要準(zhǔn)確的知道RS-232的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。這就如同英制與公制的轉(zhuǎn)換，對于你來說1M的長度對一個(gè)英國人來說就是3.28英尺。這個(gè)串口可以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與PC或者其他具備RS-232接口的單片機(jī)的通訊實(shí)驗(yàn)，更為重要的是，ISP編程就是通過這個(gè)串口將程序從PC機(jī)下載到單片機(jī)的ROM里面的。對于具有ISP功能的單片機(jī)，必須有這個(gè)電平轉(zhuǎn)換部分（最小系統(tǒng)組成部分之一），否則無法進(jìn)行編程。
7、其他沒有使用的管腳可以作為系統(tǒng)擴(kuò)展使用。P0口外接上拉電阻。同時(shí)引出全部IO口線、ALE口線以及5V電源線和地線，便于擴(kuò)展。晶振使用12M，選擇12個(gè)時(shí)鐘周期方式，機(jī)器周期為1US，選擇6個(gè)時(shí)鐘周期方式，機(jī)器周期為0.5US，這是飛利浦單片機(jī)的特殊功能。在ZLGISP軟件編程時(shí)，點(diǎn)擊設(shè)置，在6CLOCK前打勾即可選擇6個(gè)時(shí)鐘周期方式。這個(gè)方式比12個(gè)時(shí)鐘周期方式速度提高不少，但是對于精確延時(shí)程序?qū)⒂杏绊懀掖蠖?1教材都是針對12個(gè)時(shí)鐘周期所寫，所以不推薦初學(xué)者使用。
8、單片機(jī)非常害怕電源極性顛倒，所以電源插口后邊安裝了一只全橋作為“防呆開關(guān)”（原理簡單而巧妙，請自行研究），無論電源極性如何都可以直接輸入，但是輸入電壓不得低于8.5V，也不可太高，否則穩(wěn)壓塊LM7805功耗過大容易發(fā)熱。可以使用市售收音機(jī)直流電源，推薦使用9V。至于復(fù)位開關(guān)，編程選擇開關(guān)，電源穩(wěn)壓部分就不再贅述了。
以上簡介了實(shí)驗(yàn)板的硬件結(jié)構(gòu)，實(shí)驗(yàn)請參見下文設(shè)計(jì)。
第七章：51單片機(jī)常見問題解答
關(guān)于51單片機(jī)的硬件，你手里任何一本教材都寫得很清楚，我沒有必要重新COPY一份，但是我很少看到能夠不費(fèi)力氣就看得懂的51教材。對于初學(xué)者來說，一堆術(shù)語加上一堆嚴(yán)密得讓人頭痛的邏輯推導(dǎo)不啻為一種災(zāi)難，有時(shí)候明明很簡單的原理非要被描述得艱澀異常。科學(xué)的精神在于把復(fù)雜的東西表述得簡單，但是我們很多教材編寫者卻反其道而行之，完全違背了真正的科學(xué)精神，實(shí)在是面目可憎，行而不遠(yuǎn)。這也是我花費(fèi)時(shí)間撰寫本教材的原因之一。下面就針對幾個(gè)被教材解釋得一塌糊涂的常見問題做一下通俗的解釋。
1、處理能力的概念。51單片機(jī)屬于8位機(jī)，8位是個(gè)什么意思呢？就是CPU處理的數(shù)據(jù)是8位的。位數(shù)的高低體現(xiàn)了CPU處理能力的強(qiáng)弱。4位的處理器已經(jīng)基本淘汰了，8位的處理器占據(jù)了低端單片機(jī)的大部分市場，32位處理器是現(xiàn)在興起的嵌入式系統(tǒng)的主流配置，我們常用的電腦大多都是32位，64位的處理器也有，但是市場份額比較少，價(jià)格也較高。所以我們學(xué)習(xí)的51單片機(jī)屬于比較低級的單片機(jī)，會逐漸被新興的嵌入式處理器所淘汰，但是51單片機(jī)成本低，學(xué)習(xí)資源最豐富，上手容易，對于初學(xué)者來說是很理想的用于學(xué)習(xí)的單片機(jī)。
2、存儲器問題。51單片機(jī)有兩類存儲器，一類是程序存儲器ROM，它斷電以后數(shù)據(jù)不丟失，但是必須用編程器擦除和寫入程序；另一類是數(shù)據(jù)存儲器RAM，它斷電以后數(shù)據(jù)會丟失，但是可以用程序改寫內(nèi)容。以AT89C51為例，因?yàn)樗?6條地址線（P0和P2），所以它可以訪問64K存儲器空間（2的16次方是65535），它的ROM和RAM都是分內(nèi)外的，外部存儲器都需要擴(kuò)展，擴(kuò)展方法參見教材。但是ROM和RAM的內(nèi)外執(zhí)行方式不同，ROM的內(nèi)外切換要用EA腳（31腳）的電平選擇，而RAM的切換可以直接用不同指令MOV和MOVX分開同時(shí)訪問。例如AT89C51有4K內(nèi)部ROM，64K外部ROM，如果EA=1，則從內(nèi)部ROM開始執(zhí)行，當(dāng)超出4K之后，跳轉(zhuǎn)到片外4K以上的空間運(yùn)行；如果EA=0，則完全在外部ROM中運(yùn)行，內(nèi)部ROM不再起作用。什么意思呢？就是要么運(yùn)行內(nèi)部4KROM要么運(yùn)行外部4KROM，內(nèi)外ROM的前4K不能同時(shí)運(yùn)行，必須用EA切換。所以一般在沒有外部ROM的情況下，EA必須接電源正極，否則程序不能運(yùn)行。我曾經(jīng)因?yàn)镋A懸空造成程序無法運(yùn)行，苦苦思索一周才找到原因，期間因?yàn)槊つ繙y試導(dǎo)致3塊AT89C51損壞，教訓(xùn)十分慘痛，望后來者吸取教訓(xùn)。RAM就不同了，AT89C51有128B內(nèi)部RAM，可以擴(kuò)展64K外部RAM，這兩個(gè)部分的RAM可以同時(shí)被訪問，注意選擇不同指令即可，訪問內(nèi)部用MOV，訪問外部用MOVX，外部RAM擴(kuò)展方法參見教材。ROM的種類除了常見的PROM（可編程ROM），還有MASK ROM、FLASH ROM 和EEPROM等種類。MASK ROM是掩模存儲器，掩模的意思就是工廠把程序直接做在芯片上了，適于不需要反復(fù)修改的大批量產(chǎn)品生產(chǎn)，成本非常低，但是用戶不能更改程序，8051里就是這種ROM。我最初接觸單片機(jī)的時(shí)候，去電子市場買8051，結(jié)果商家真的賣給我了一塊，回家一看，里面全都是程序，根本無法修改，現(xiàn)在回想起來，自己簡直是個(gè)傻瓜，哪有買掩模ROM的單片機(jī)做學(xué)習(xí)和開發(fā)的？！商家也不告訴我已經(jīng)燒好的程序可以干什么，害的我只能拿它當(dāng)8031使了！這個(gè)教訓(xùn)真是好笑，希望大家一定要搞明白ROM的種類區(qū)分。PROM有OTP（一次性編程）和允許反復(fù)擦寫（用紫外線照射擦除）兩種，87C51系列就是OTP的ROM；就現(xiàn)在的形勢看，ROM有普及FLASH之勢，那些用紫外線擦除的垃圾看來是要被淘汰了。FLASH ROM可以電擦寫，但必須整塊擦除，寫入速度快，擦寫次數(shù)在1000到10萬次之間（視不同類型芯片而定），事實(shí)上89C51系列的ROM就是FLASH ROM，U盤內(nèi)的ROM也是，一種NAND FLASH現(xiàn)在廣泛用于嵌入式系統(tǒng)中，它的存儲容量大，成本低，可以實(shí)現(xiàn)固態(tài)硬盤的功能；EEPROM是電可擦寫存儲器，它是按位擦寫的，可以擦寫10萬次以上，但擦寫速度較FLASH ROM要慢，AT24C02就是EEPROM，我們用的很多智能IC卡也是。RAM的種類有靜態(tài)SRAM，動態(tài)DRAM和SDRAM之分。SRAM只要寫入一次，有電數(shù)據(jù)就可以保持，單片機(jī)里就是SRAM，但是它的缺點(diǎn)就是太貴，所以單片機(jī)里的RAM都很小。DRAM一次寫入數(shù)據(jù)之后只能保持一瞬間，必須不斷重寫，叫做刷新，這個(gè)過程還需要相應(yīng)的邏輯電路支持，很麻煩但是很便宜。SDRAM叫做具有靜態(tài)特性的動態(tài)RAM，它把邏輯刷新電路和DRAM做到了一起，它的工作方式本質(zhì)是動態(tài)的，但是從外部看相當(dāng)于一個(gè)SRAM，這樣就不但具有靜態(tài)特性而且價(jià)格便宜，我們電腦里的內(nèi)存條都是SDRAM。我自己的理解是這樣的，就像爬山比賽，能力強(qiáng)的人呢，爬上去就不會滑下來。但是能力不行的人站不住，只好滑下來再爬上去，反復(fù)這樣，頻率高了給人的感覺就好像他在山上一樣。呵呵，反正能力強(qiáng)的東西總是更貴一些的。
3、IO口問題。P0口是集電極開路，所以我的實(shí)驗(yàn)板上給它加了上拉電阻。上拉電阻的作用就是在基本沒有電流輸出的情況下將管腳電位拉到5V，這樣對于外部來說是邏輯1，如果沒有這個(gè)電阻，管腳電位就是0。為什么？假如三極管關(guān)閉的情況下C-E間電阻為100M，如果上拉電阻為10K，則分壓的結(jié)果是幾乎接近5V，這就是上拉的原理。IO口的驅(qū)動能力有限，AT89C51也就不到20MA（8051連這些都沒有），可以直接驅(qū)動LED（電流流入方式），但是驅(qū)動別的大電流外部設(shè)備必須加驅(qū)動電路，否則會燒毀IO口，務(wù)必注意。迄今為止，我一共燒毀了7塊AT89C51，損失了一把銀子之后我終于找到了原因：一個(gè)是電源問題，電源電壓超過5V或者極性顛倒都會導(dǎo)致芯片燒毀；另一個(gè)問題就是我在單片機(jī)供電的情況下測量P0.0腳（39腳）電位時(shí)表筆不小心連通了電源正極（40腳），而此時(shí)剛好P0.0內(nèi)部MOS管開通（也就是輸出0），結(jié)果直接燒毀了輸出MOS管。因?yàn)镻0口是數(shù)據(jù)線，結(jié)果導(dǎo)致編程時(shí)數(shù)據(jù)無法寫入。這個(gè)教訓(xùn)最慘痛了，務(wù)必牢記。單片機(jī)的一種絕對保密技術(shù)就是利用了這種方法，編程之后燒毀一只閑置的數(shù)據(jù)或地址管腳的輸出管，造成數(shù)據(jù)無法讀出，達(dá)到絕對保密的目的。還有一點(diǎn)需要注意，如果要讀入管腳的狀態(tài)，必須先向該管腳寫1，然后再讀該管腳方能得到正確輸入。使用P3的第二功能之前，也要先向P3口寫1，目的都是讓IO口輸出管關(guān)閉。IO口詳細(xì)構(gòu)造請閱讀51教材相關(guān)部分。
4、有關(guān)尋址方式。相關(guān)教材中的尋址部分純粹是找別扭，我都可以用51開發(fā)產(chǎn)品了，可是我現(xiàn)在重讀這部分教材依然一頭霧水，無法理解。不理解很好，說明你大腦正常，不用去管教材所說的尋址方式到底是什么意思，你學(xué)會如何使用就行了。其實(shí)就是對數(shù)字操作（所謂立即尋址）、對寄存器操作（所謂寄存器尋址）、對地址操作（所謂直接尋址）、對指針操作（有專用指針也有寄存器作為指針）和對位操作5種情況。尋址方式就是告訴你一個(gè)操作什么東西的問題，沒有什么高深的。如果還是不明白就不要看這部分內(nèi)容了，直接學(xué)習(xí)指令進(jìn)行編程，當(dāng)你編程很熟練之后，你會發(fā)現(xiàn)，其實(shí)它那些怪里怪氣的尋址方式命名是很可笑的。
5、對中斷概念的理解。我最開始看了一個(gè)使用中斷的程序之后，想了好幾個(gè)晚上也沒有理解什么叫中斷。這個(gè)程序的注釋竟然說中斷服務(wù)程序是這個(gè)程序的核心部分，我當(dāng)時(shí)就茫然了——那主函數(shù)是什么？垃圾嗎？在我的認(rèn)識里，主函數(shù)才應(yīng)該是一個(gè)程序的核心。忘了過了多少日子，我終于明白了中斷的含義。假如你設(shè)置一只鬧鐘6點(diǎn)叫你，如果你6點(diǎn)準(zhǔn)時(shí)爬起來看鬧鐘是不是叫你的話，那就不叫鬧鐘了，你成了鬧鐘的鬧鐘了。初學(xué)者很容易不明白為什么主函數(shù)里并沒有跳轉(zhuǎn)到中斷服務(wù)函數(shù)的指令，怎么中斷服務(wù)程序就自己自動執(zhí)行了呢？沒錯(cuò)，中斷不需要什么指令來啟動，它會自己啟動，就像定時(shí)炸彈到點(diǎn)就會自動爆炸一樣。什么時(shí)候啟動由定時(shí)器、計(jì)數(shù)器或者外部中斷決定，這是一個(gè)前臺運(yùn)行過程（誰表演誰就是前臺嘛），你在后臺看不到，后臺是個(gè)設(shè)置中斷的過程，決定什么情況下中斷會叫你。比如你在車站等你女朋友，你無法準(zhǔn)確知道她什么時(shí)候來，所以后臺函數(shù)是個(gè)循環(huán)——你來回踱步，焦急的等待。當(dāng)你女朋友出現(xiàn)的時(shí)候，她要求你停止踱步，和她去商店買衣服——這是中斷服務(wù)函數(shù)。如果你女朋友還沒來，你就自己跑到商店里了，那就不叫中斷了。如果她來了你還在踱步——很不幸，系統(tǒng)不是跑飛就是崩潰了，呵呵。有關(guān)中斷的具體操作與設(shè)置方法，請仔細(xì)閱讀51教材相關(guān)部分。中斷是單片機(jī)一個(gè)的難點(diǎn)，也是一個(gè)有特色之處，沒有中斷的話單片機(jī)就失去了全部的靈活性與實(shí)時(shí)性，變成一塊用于順序控制的數(shù)字電路了。
6、編程語言問題。你可以用匯編編程，也可以用C51語言編程。它們各有各的強(qiáng)項(xiàng)和弱點(diǎn)，選擇哪種語言要根據(jù)你的基礎(chǔ)和具體任務(wù)確定。有個(gè)老兄這樣說：匯編挺好啊，不過你用著用著就想用C51了；C51嘛，也挺好啊，不過你用著用著就想用匯編了。呵呵，真的是這樣。我個(gè)人的理解是：匯編好寫不好看，C語言好看不好寫。去看別人一段沒有注釋的匯編語言是一件很困難的事情，看不懂并不說明你編程水平差。這種情況下先不要看別人的例程，根據(jù)你自己的思路編寫即可，到了關(guān)鍵部分或是遇到障礙再看看例程，效果很好。別人寫的C語言比較好理解，因?yàn)镃語言本質(zhì)上就是各種各樣的函數(shù)調(diào)來調(diào)去的過程，看懂了函數(shù)，程序基本就明白了。下面說說匯編和C各自的特點(diǎn)：匯編是個(gè)事必躬親的戰(zhàn)術(shù)語言，要干什么就直接干什么，什么事情都要直接操作硬件，所以累啊——系統(tǒng)倒不累，你累啊，呵呵，累死你換來的好處就是代碼比較小，而且工作準(zhǔn)確，操作決不會馬馬虎虎。C語言就不同了，是個(gè)戰(zhàn)略語言，只抓大局，一堆基層工作全給INCLUDE了，夠狠，要干什么不好好干，非要拐彎抹角——比如重新運(yùn)行不讓用跳轉(zhuǎn)（封殺GOTO語句），非要設(shè)計(jì)一個(gè)巧妙的循環(huán)，匯編就沒這么不老實(shí)。這次你不累了，但是如果智商不夠就慘了，一句都寫不下去，不像匯編——就算我笨，能編多少時(shí)多少，編一點(diǎn)是一點(diǎn)。當(dāng)甩手掌柜自然不錯(cuò)，但是缺點(diǎn)也很明顯：一來代碼要大不少，系統(tǒng)資源一下就被搞緊張了；二來涉及到對硬件的具體操作就它就沒招了，還得求人家匯編，呵呵。所以匯編和C你都要掌握，大局由C定，幾處需要準(zhǔn)確處理硬件的工作交給匯編，屬于瞎子背瘸子的組合，呵呵。兩手抓，兩手都要硬，互相滲透，結(jié)合使用，這就是學(xué)習(xí)單片機(jī)語言的基本原則。說了一頓，和具體編程一點(diǎn)關(guān)系都沒有，但是原則你要把握。匯編語言我就不說了，教材都會詳細(xì)說明指令的意義和使用方法，下面我說一下C51。C語言的具體結(jié)構(gòu)和編寫方法你明白了嗎？沒明白趕緊看書。C51與通用C語言的區(qū)別我理解主要有兩點(diǎn)：一是中斷函數(shù)的聲明與使用，二是如何在單片機(jī)里進(jìn)行位操作，我的理解就這一點(diǎn)點(diǎn)，當(dāng)然這與我水平比較菜有很大關(guān)系。那么C語言如何能夠認(rèn)識那些單片機(jī)的寄存器呢？難道每寫一個(gè)程序都先要鋪天蓋地的定義一番？！這個(gè)我們不怕也不用管，KEIL里有自帶的包含文件來解決這個(gè)問題。你在KEIL里寫C51程序的話，上來先寫一個(gè)#INCLUDE<AT89C51.H>，這一堆問題就解決了，下面你可以直接寫P0=0X00，或者SCON=0X00之類，反正C語言可以認(rèn)識，還能正確編譯，怎么樣？戰(zhàn)略語言確實(shí)不得了，臟活全讓<AT89C51.H>這個(gè)文件做了。當(dāng)然想舒服就得付出資源的代價(jià)，C代碼肯定比匯編大，不信你編寫一個(gè)同樣的匯編程序試試看。想學(xué)習(xí)C51的話，可以找一本教材，但是如果你基本明白C了，買教材就有點(diǎn)浪費(fèi)了，因?yàn)榇蠖鄶?shù)C51教材都花上很大篇幅講C的規(guī)則，什么數(shù)據(jù)類型，什么控制語句，簡直是浪費(fèi)白紙，所以你借一本教材看看C51和通用C不同的地方就可以了，買一本實(shí)在不值得。借不到也可以到網(wǎng)絡(luò)上搜索一下，有更通俗的教材，這里推薦明浩寫的那個(gè)基于KEIL軟件的C51教材，雖然只有幾課內(nèi)容，很簡單，但是非常容易理解，也很實(shí)用，同時(shí)還說明了KEIL的使用方法。
常見問題就談這么多，都是一些概括性的介紹，具體問題你要自己去解決。
第八章：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
你一定很著急知道學(xué)習(xí)多長時(shí)間才具有開發(fā)產(chǎn)品的能力，這個(gè)過程很快，一般連續(xù)學(xué)習(xí)半年以上（注意不是三天打魚兩天曬網(wǎng)）即可開發(fā)簡單的產(chǎn)品。你必須嚴(yán)格進(jìn)行一系列實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的所有功能達(dá)到提高開發(fā)能力的目的。下面列出我自己認(rèn)為需要完成的實(shí)驗(yàn)的名稱以及實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的說明。
實(shí)驗(yàn)1：跑馬燈左右循環(huán)移動的應(yīng)用
實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：
1、學(xué)習(xí)IO口的控制技巧，掌握各種數(shù)制的轉(zhuǎn)換方法。
2、第一次用取機(jī)器周期倍數(shù)的延時(shí)方法實(shí)現(xiàn)移動速度的設(shè)定。
3、第二次使用定時(shí)器中斷的方法實(shí)現(xiàn)移動速度的設(shè)定。
4、第三次使用DPTR取表的方式實(shí)現(xiàn)移動順序的設(shè)定。
實(shí)驗(yàn)2：中斷的應(yīng)用
實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：
1、第一次用多種模式實(shí)現(xiàn)兩個(gè)定時(shí)器中斷的功能，可以用LED閃爍顯示，也可以讓蜂鳴器發(fā)聲。
2、第二次設(shè)定四個(gè)中斷同時(shí)存在，兩個(gè)外部中斷，兩個(gè)計(jì)數(shù)器中斷，由四個(gè)按鍵作為外部輸入。四個(gè)按鍵設(shè)定兩個(gè)優(yōu)先級，完成五種任務(wù)（包括后臺的任務(wù)和四個(gè)中斷服務(wù)程序的任務(wù)）。
實(shí)驗(yàn)3：布爾代數(shù)（一位機(jī)）應(yīng)用
實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：
類似可編程邏輯控制器的使用，選擇多個(gè)復(fù)雜的邏輯關(guān)系，使用指令中的邏輯語句完成相關(guān)的邏輯功能，使單片機(jī)成為一塊可以完成復(fù)雜邏輯的數(shù)字電路。這個(gè)實(shí)驗(yàn)主要用于工業(yè)配線以及順序生產(chǎn)過程。
實(shí)驗(yàn)4：串口應(yīng)用
實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：
1、UART通過74LS164和74LS166實(shí)現(xiàn)串行擴(kuò)展IO口輸入輸出功能。
2、兩個(gè)單片機(jī)做全雙工通訊實(shí)驗(yàn)。
3、單片機(jī)與PC機(jī)之間進(jìn)行全雙工通訊實(shí)驗(yàn)。
4、一個(gè)單片機(jī)與兩個(gè)以上單片機(jī)做全雙工主機(jī)從機(jī)通訊實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)5：單片機(jī)音樂編程應(yīng)用
實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：
1、該實(shí)驗(yàn)可以用延時(shí)的方法也可以用定時(shí)器中斷的方法實(shí)現(xiàn)，主要學(xué)習(xí)了如何通過對頻率和節(jié)拍編碼表的讀取進(jìn)行音樂編程。
2、在此基礎(chǔ)上，可以學(xué)習(xí)如何使用單片機(jī)產(chǎn)生雙音頻撥號音，完成單片機(jī)自動撥號實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)6：直流電機(jī)與步進(jìn)電機(jī)控制應(yīng)用
實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：
1、了解直流電機(jī)驅(qū)動部分硬件原理。掌握單片機(jī)控制直流電機(jī)正反轉(zhuǎn)的方法，能夠使用PWM（脈寬調(diào)制）方式改變直流電機(jī)轉(zhuǎn)速。
2、了解步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動部分硬件原理。掌握用脈沖分配的方法驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)，并且可以通過改變脈沖分配頻率來改變步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速。
實(shí)驗(yàn)7：鍵盤與顯示器應(yīng)用
實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：
1、獨(dú)立按鍵識別操作方法，BCD碼轉(zhuǎn)盤的使用方法。
2、掃描式按鍵操作方法（結(jié)合中斷操作）。
3、串口擴(kuò)展IO口的鍵盤操作方法。
4、靜態(tài)LED顯示操作方法。
5、動態(tài)掃描LED顯示操作方法。
6、結(jié)合時(shí)鐘芯片（需要擴(kuò)展），設(shè)計(jì)一個(gè)電子表。
7、結(jié)合4*4鍵盤，設(shè)計(jì)一個(gè)計(jì)算器。
8、結(jié)合EEPROM，設(shè)計(jì)一個(gè)防掉電電子密碼鎖。
9、結(jié)合步進(jìn)電機(jī)，設(shè)計(jì)一個(gè)可設(shè)定和顯示速度的步進(jìn)電機(jī)控制板。
實(shí)驗(yàn)8：其他顯示器件應(yīng)用
實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：
1、點(diǎn)矩陣LED顯示器應(yīng)用。使用4塊8*8矩陣LED作為大屏幕，滾動顯示中文字幕。
2、使用LCD顯示字符與圖形，掌握LCD驅(qū)動方法。
實(shí)驗(yàn)9：AD/DA轉(zhuǎn)換應(yīng)用
實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：
1、使用ADC0809和一種溫度探頭，結(jié)合LED顯示制作一只數(shù)字溫度計(jì)。如果溫度探頭成本過高，可以制作一只數(shù)字電壓表。
2、使用雙積分型A/D轉(zhuǎn)換電路ICL7135制作數(shù)字電壓表。
3、使用DAC0832制作一個(gè)多種波形的數(shù)控信號發(fā)生器。
4、使用ADC0809和DAC0832，外擴(kuò)RAM（可使用32K的62256）制作簡易數(shù)字錄音機(jī)（錄音時(shí)間為數(shù)秒鐘）。
實(shí)驗(yàn)10：外部傳感器輸入與數(shù)據(jù)采集應(yīng)用
實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：
1、利用光敏三極管采集光電信號。
2、利用紅外線對管構(gòu)成主動式紅外線光電信號采集。
3、利用熱釋電紅外線傳感器，結(jié)合驅(qū)動電路，構(gòu)成被動式紅外線光電信號采集。
4、利用駐極體話筒或壓電陶瓷片，結(jié)合音頻鎖相環(huán)技術(shù)（LM567），制作超聲波距離探測器，使用LED顯示距離。
5、利用霍爾元件，制作伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速控制器，由鍵盤設(shè)定轉(zhuǎn)速，LED顯示。
6、利用壓力傳感器制作電子秤，鍵盤輸入，LED顯示。
實(shí)驗(yàn)11：單片機(jī)外圍擴(kuò)展IC應(yīng)用
實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：
1、8155原理與應(yīng)用。
2、8255原理與應(yīng)用。
3、8279原理與應(yīng)用。
4、利用時(shí)鐘芯片DS12887制作智能電子表。
5、利用ISD1420或者APR9600制作公共汽車報(bào)站器、漢語報(bào)時(shí)鐘或會說話的萬用表。
實(shí)驗(yàn)12：IIC技術(shù)應(yīng)用
實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：
1、電可擦寫存儲器AT24C02讀寫實(shí)驗(yàn)。
2、PCF8583驅(qū)動實(shí)驗(yàn)，可制作電子表。
3、8位并行輸入輸出芯片PCF8574實(shí)驗(yàn)。
4、數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片PCF8591實(shí)驗(yàn)。
IIC技術(shù)可以節(jié)省單片機(jī)端口，有利于設(shè)計(jì)小型化和制作低成本化，但是實(shí)時(shí)性有所下降。以前的實(shí)驗(yàn)均可由相關(guān)IIC器件完成。
實(shí)驗(yàn)13：操作系統(tǒng)UCOS_II在單片機(jī)上的移植
實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：
要求單片機(jī)ROM最少要8K，一般要14K以上，外部擴(kuò)展RAM最少要4K。完成在單片機(jī)上運(yùn)行多個(gè)任務(wù)的操作系統(tǒng)的移植
如果你已經(jīng)成功做完以上所列的所有實(shí)驗(yàn)，不要謙虛了，請刪除本教材，并收下我這個(gè)徒弟，可以說在51單片機(jī)開發(fā)方面你已經(jīng)走在我們這些菜鳥前面了。對于初學(xué)者，當(dāng)然不必因此而泄氣，能夠在每個(gè)方面都實(shí)現(xiàn)一個(gè)基本實(shí)驗(yàn)就相當(dāng)不錯(cuò)了，就算自己無法編出程序，把網(wǎng)上編好的程序拿來跑一跑也很不錯(cuò)，起碼說明我們具有“移植”的能力，呵呵。別小看這個(gè)能力，復(fù)雜產(chǎn)品的開發(fā)基本都是這樣，試問誰能為了一個(gè)產(chǎn)品自己開發(fā)操作系統(tǒng)？要是能編出來還賣產(chǎn)品干嗎？直接賣操作系統(tǒng)就發(fā)財(cái)了，呵呵！所以初學(xué)者要量力而行，上述所列只不過給大家指出個(gè)學(xué)習(xí)方向，基本就這么多了，從簡單的開始，一步一步做下去。當(dāng)然還有一些比較高難的，比如單片機(jī)上網(wǎng)，單片機(jī)控制藍(lán)牙模塊、GSM模塊、GPRS模塊乃至GPS全球定位系統(tǒng)模塊等等，這些暫時(shí)不是我們的學(xué)習(xí)內(nèi)容，等你成為高手以后再研究吧。
后記
單片機(jī)的入門教材暫且寫到這里，如果以后有新的體會再繼續(xù)補(bǔ)充。每一個(gè)初學(xué)硬件技術(shù)的人都要明白，世界上的器件是無窮無盡的，有數(shù)以萬計(jì)的技術(shù)可能你還沒來得及接觸就被淘汰掉了，所以不要揪住一堆知識不放，或者幻想掌握所有器件的使用方法。培養(yǎng)一種思維方式是最重要的——有方法沒有知識隨時(shí)可以學(xué)，有知識沒方法的話，知識最終也會被忘掉。我們現(xiàn)在學(xué)習(xí)51，如果我們在學(xué)習(xí)過程中培養(yǎng)出了解決方法的思維方式，一旦客觀需要我們使用AVR，很短的時(shí)間我們就可以搞定，哪怕我們對AVR一無所知。
沒有萬能的知識，只有萬能的思維與能力。但愿每一個(gè)立志投身硬件工作的年輕人都能夠擁有這種認(rèn)識，為民族工業(yè)的發(fā)展與中華民族的偉大復(fù)興做出真正的貢獻(xiàn)！
謝您了!
多謝指點(diǎn)
是一位高人！
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