理解单片机的八步
科技那回事 2022-08-08

  学习使用单片机就是理解单片机硬件结构,以及内部资源的应用,在汇编或C语言中学会各种功能的初始化设置,以及实现各种功能的程序编制。

  第一步:数字I/O的使用

  使用按钮输入信号,发光二极管显示输出电平,就可以学习引脚的数字I/O功能,在按下某个按钮后,某发光二极管发亮,这就是中组合逻辑的功能,虽然很简单,但是可以学习一般的单片机编程思想,例如,必须设置很多寄存器对引脚进行初始化处理,才能使引脚具备有数字输入和输出输出功能。每使用单片机的一个功能,就要对控制该功能的寄存器进行设置,这就是单片机编程的特点,千万不要怕麻烦,所有的单片机都是这样。

 第二步:定时器的使用

  学会定时器的使用,就可以用单片机实现时序电路,时序电路的功能是强大的,在工业、家用电气设备的控制中有很多应用,例如,可以用单片机实现一个具有一个按钮的楼道灯开关,该开关在按钮按下一次后,灯亮3分钟后自动灭,当按钮连续按下两次后,灯常亮不灭,当按钮按下时间超过2s,则灯灭。数字可以实现时序电路,器件(PLD)可以实现时序电路,可编程控制器(PLC)也可以实现时序电路,但是只有单片机实现起来最简单,成本最低。

  定时器的使用是非常重要的,逻辑加时间控制是单片机使用的基础。

 第三步:中断

  单片机的特点是一段程序反复执行,程序中的每个指令的执行都需要一定的执行时间,如果程序没有执行到某指令,则该指令的动作就不会发生,这样就会耽误很多快速发生的事情,例如,按钮按下时的下降沿。要使单片机在程序正常运行过程中,对快速动作做出反应,就必须使用单片机的中断功能,该功能就是在快速动作发生后,单片机中断正常运行的程序,处理快速发生的动作,处理完成后,在返回执行正常的程序。中断功能使用中的困难是需要精确地知道什么时候不允许中断发生(屏蔽中断)、什么时候允许中断发生(开中断),需要设置哪些寄存器才能使某种中断起作用,中断开始时,程序应该干什么,中断完成后,程序应该干什么等等。

  中断学会后,就可以编制更复杂结构的程序,这样的程序可以干着一件事,监视着一件事,一旦监视的事情发生,就中断正在干的事情,处理监视的事情,当然也可以监视多个事情,形象的比喻,中断功能使单片机具有吃着碗里的,看着锅里的功能。

  以上三步学会,就相当于降龙十八掌武功,会了三掌了,可以勉强护身。

  第四步:与PC机进行RS232通信

  单片机都有USART接口,特别是MSP430系列中很多型号,都具有两个USART接口。USART接口不能直接与PC机的RS232接口连接,它们之间的逻辑电平不同,需要使用一个MAX3232芯片进行电平转换。

  USART接口的使用是非常重要的,通过该接口,可以使单片机与PC机之间交换信息,虽然RS232通信并不先进,但是对于接口的学习是非常重要的。正确使用USART接口,需要学习通信协议,PC机的RS232接口编程等等知识。试想,单片机实验板上的数据显示在PC机监视器上,而PC机的键盘信号可以在单片机实验板上得到显示,将是多么有意思的事情啊!

  第五步:学会A/D转换

  MAP430单片机带有多通道12位A/D转换器,通过这些A/D转换器可以使单片机操作模拟量,显示和检测电压、电流等信号。学习时注意模拟地与数字地、参考电压、采样时间,转换速率,转换误差等概念。

  使用A/D转换功能的简单的例子是设计一个电压表。

 第六步:学会PCI、I2C接口和液晶显示器接口

  这些接口的使用可以使单片机更容易连接外部设备,在扩展单片机功能方面非常重要。

  第七步:学会比较、捕捉、PWM功能

  这些功能可以使单片机能够控制电机,检测转速信号,实现电机调速器等控制起功能。

  如果以上七步都学会,就可以设计一般的应用系统,相当于学会十招降龙十八掌,可以出手攻击了。

        第八步:学习USB接口、TCP/IP接口、各种工业总线的硬件与软件设计

        学习USB接口、TCP/IP接口、各种工业总线的硬件与软件设计是非常重要的,因为这是当前产品开发的发展方向。

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