单片机

单片机种类繁多，但是一般常用的有以下几种：

　　ATMEL公司的AVR单片机，是增强型RISC内载Flash的单片机，芯片上的Flash存储器附在用户的产品中，可随时编程，再编程，使用户的产品设计容易，更新换代方便.AVR单片机采用增强的RISC结构，使其具有高速处理能力，在一个时钟周期内可执行复杂的指令，每MHz可实现1MIPS的处理能力.AVR单片机工作电压为2.7~6.0V，可以实现耗电最优化.AVR的单片机广泛应用于计算机外部设备，工业实时控制，仪器仪表，通讯设备，家用电器，宇航设备等各个领域。

　　Motorola单片机： Motorola是世界上最大的单片机厂商。从M6800开始，开发了广泛的品种，4位，8位，16位32位的单片机都能生产，其中典型的代表有：8位机M6805，M68HC05系列，8位增强型M68HC11，M68HC12 ，16位机M68HC16，32位机M683XX. Motorola单片机的特点之一是在同样的速度下所用的时钟频率较Intel类单片机低得多，因而使得高频噪声低，抗干扰能力强，更适合于工控领域及恶劣的环境。

1.意外中断。
　　是否打开了某个中断，但是没有响应和**中端标志，导致程序一直进入中断，造成死机假象。
　　2. 中断变量处理不妥。
　　若定义某些会在中断中修改的全局变量，这时要注意两个问题：首先为了防止编译器优化中断变量，要在这些变量定义时前加 volatile，其次在主循环中读取中断变量前应该首先关闭全局中断，防止读到一半被中断给修改了，读完之后再打开全局中断;否则出现造成数据乱套。
　　3. 地址溢出，常见错误为指针操作错误。
　　我要着重说的是数组下标使用循环函数中循环变量，如果循环变量没控制好则会出现数组下标越界，意外修改系统的寄存器造成死机，这种情况下如果死机说明运气好，否则后面不知道发生什么头疼的事。
　　4. 无条件的死循环。
　　比如使用while(x);等待电平变化，正常情况下x都会变成0，就怕万一，因此最好加上时间限制;
　　5. 看门狗没有关闭。
　　有的单片机即使没使用看门狗开机时也有可能意外自动开启了最小周期的看门狗，导致软件不断复位，造成死机，这个要看芯片手册，最好在程序复位后首先应该显式**看门狗再关闭看门狗;
　　6. 堆栈溢出。

单片机共有复位、程序执行、低功耗和编程与加密四种工作方式，下面分别加以介绍。

1、复位方式

（1）为什么要复位

大家知道，单片机执行程序时总是从地址0000H 开始的，所以在进入系统时必须对CPU 进行复位，也叫初始化；另外由于程序运行中的错误或操作失误使系统处于死锁状态时，为了摆脱这种状态，也需要进行复位，就象电脑死机了要重新启动一样。

（2）复位的原理

单片机复位的方法其实很简单，只要在RST 引脚(9 脚)上加一个持续时间为24 个振荡周期(即两个机器周期)的高电平就可以了。如果晶振为12M，计算一下这个持续脉冲需要多长时间?

（3）如何进行复位

三极管在数字电路里的开关特性，最常见的应用有 2 个：一个是控制应用，一个是驱动应用。所谓的控制就是如图 3-7 里边介绍的，我们可以通过单片机控制三极管的基极来间接控制后边的小灯的亮灭，用法大家基本熟悉了。还有一个控制就是进行不同电压之间的转换控制，比如我们的单片机是 5V 系统，它现在要跟一个 12V 的系统对接，如果 IO 直接接 12V电压就会烧坏单片机，所以我们加一个三极管，三极管的工作电压高于单片机的 IO 口电压，用 5V 的 IO 口来控制 12V 的电路，如图 3-8 所示。

<center><img src="http://mcu.eetrend.com/files/2017-04/wen_zhang_/100005719-17818-1.png&q…; alt=""></center>
<center>图 3-8 三极管实现电压转换</center>

对于新手来说，在单片机的电路设计中可能不会很注意电路设计中电磁干扰对设计本身的输入输出的影响，但是对于一个电子工程师来说其中的厉害关系就不言而喻了，它不仅关系了单片机在控制在中的能力和准确度，还关系到企业在行业中的竞争。

对电磁干扰的设计我们主要从硬件和软件方面进行设计处理，下面就是从单片机的PCB设计到软件处理方面来介绍对电磁兼容性的处理。

一、影响EMC的因数

1.电压
电源电压越高，意味着电压振幅越大，发射就更多，而低电源电压影响敏感度。

2.频率
高频产生更多的发射，周期性信号产生更多的发射。在高频单片机系统中，当器件开关时产生电流尖峰信号;在模拟系统中，当负载电流变化时产生电流尖峰信号。

3.接地
在所有EMC题目中，主要题目是不适当的接地引起的。有三种信号接地方法：单点、多点和混合。在频率低于1MHz时，可采用单点接地方法，但不适宜高频;在高频应用中，最好采用多点接地。混合接地是低频用单点接地，而高频用多点接地的方法。地线布局是关键，高频数字电路和低电平模拟电路的接地电路尽不能混合。

4.PCB设计
适当的印刷电路板（PCB）布线对防止EMI是至关重要的。

引言
在单片机控制系统中，CPU和外部通信主要有两种方式：并行通信和串行通信。并行通信，即数据的各位同时传送；串行通信，即数据按位次序传送。串行通信能够节省传输线，特别是数据位数很多和传输距离较远时，这一优点更为突出。现在流行的高级语言一般都支持对串口直接操作，常用的单片机也把串行通讯口作为一个标准接口集成在单片机内，串行通讯接口的开发具有开发周期短、开发简单等特点。目前异步串行通信已广泛用于微机之间的通信、工业控制系统中的数据采集与控制、远程数据的传送等领域。

1 串口通信的基本原理
在嵌入式系统中，串口是一种重要的数据通信接口，其本质功能是，在CPU和串行设备间进行编码转换。当CPU 通过串行端口发送数据时，字节数据转换为串行的位串；接收数据时，串行的位串被转换为字节数据。应用程序使用串口进行通信，必须在使用之前向操作系统提出资源申请要求 (打开串口)，通信完成后必须释放资源(关闭串口)。
典型地，串口用于ASCII码字符的传输。通信使用3根线完成：(1)地线；(2)发送数据线；(3)接收数据线。串口通

什么是单片机，相信很多人都还不知道。也不知道单片机的作用是什么。单片机简称为单片微控制器(Microcontroler)，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上，相当于一个微型的计算机，因为它最早被用在工业控制领域。单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对提及要求严格的控制设备当中。Intel的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器，从此以后，单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。

大家都知道我们的电脑主要是由中央处理单元CPU(进行运算、控制)、随机存储器RAM(数据存储)、存储器ROM(程序存储)、输入/输出设备I/O(串行口、并行输出口等)。安装在一个被称之为主板的印刷线路板上，就是我们个人的计算机了。

　　把单片机看成一个整体分成四块就很容易认识了。把这些东西(CPU，硬盘，内存，主板等等)用集成块做好后，如下图所视：