单片机

很多刚开始学习单片机的小伙伴最苦恼的就是如何入门，不知道从哪一部分开始、在哪里查找学习资源、按照怎样的学习步骤进行学习，而且摸索学习步骤的过程在浪费时间的同时也会降低学习兴趣。为了帮助大家解决这种情况，小编将单片机达人的学习经验进行了整理，以文章的形式分享给大家。

一、基础理论知识

要掌握理论知识，第一步还是要通读一遍教材，这样我们才能站在巨人的肩膀上。《电工基础》、《电路分析》、《模拟电路》、《数字电路》、《电子制作》等电子技术基础知识一定要先通读。

（1）电场与磁场：库仑定律、高斯定理、环路定律、电磁感应定律。

（2）直流电路：电路基本元件、欧姆定律、基尔霍夫定律、叠加原理、戴维南定理。

（3）正弦交流电路：正弦量三要素、有效值、复阻抗、单相和三相电路计算、功率及功率因数、串联与并联谐振、安全用电常识。

（4）RC和RL电路暂态过程：三要素分析法。

（5）变压器与电动机：变压器的电压、电流和阻抗变换、三相异步电动机的使用、常用继电-接触器控制电路。

（6）半导体及二极管及整流、滤波、稳压电路。

（7）三极管及单管放大电路、信号处理电路、信号发生电路、功率放大电路、直流稳压电源等。

在单片机系统里，按键是常见的输入设备。本文将介绍四种按键硬件设计上的方案和一些软件设计方面的技巧。

一、直接检测GPIO口单个按键，如图1所示。

二、在按键较多的情况下，则使用矩阵键盘，如图2所示。

1、意外中断。是否打开了某个中断，但是没有响应和清除中端标志，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。定义某些在中断期间会被修改的全局变量时，需要注意两个问题：首先为了防止编译器优化中断变量，要在定义这些变量时加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修改，读完之后再打开全局中断，否则会造成数据混乱。

由于P0口内部没有上拉电阻，是开漏的，不管它的驱动能力多大，相当于它是没有电源的，需要外部的电路提供。绝大多数情况下，P0口是必须加上拉电阻的。

01、一般51单片机的P0口在作为地址/数据复用时不接上拉电阻。

02、作为一般的I/O口使用时，由于内部没有上拉电阻，故要接上上拉电阻。

03、当P0口用来驱动PNP管子的时候，就不需要上拉电阻，因为此时的低电平有效。

04、当P0口用来驱动NPN管子的时候，就需要上拉电阻，因为此时只有当P0为1的时候，才能够使后级端导通。简单一点说就是它要驱动LCD显示屏显示就必须要有电源驱动，否则亮不了，而恰好P0口没有电源，所以就要外接电源，接上电阻是起到限流的作用；如果接P1、P2、P3端口就不用外接电源和电阻了。

作者：Microchip Technology Inc.的 Torbjørn Kjørlaug

晶振利用振动压电材料的机械谐振来产生非常稳定的时钟信号。通常借助频率提供稳定的时钟信号或跟踪时间；因此，晶振广泛用于RF和数字电路。

晶振可由不同供应商提供，形状和尺寸也不尽相同，在性能和规格方面有很大差异。为在温度、湿度、电源和工艺发生变化时使稳健的应用保持稳定，了解各个参数和振荡器电路至关重要。

所有物理对象都具有固有的振动频率，振动频率由其形状、大小、弹性和材料中的声速决定。压电材料在施加电场时会变形，在恢复到其原始形状时会产生电场。电子电路中最常用的压电材料是石英晶振，但也使用陶瓷谐振器——通常用于低成本或非时序关键型应用。32kHz（32768Hz）晶振通常被切割成音叉形状，可以形成非常精确的频率。

今天推荐的中文应用笔记总结了晶振基础知识、PCB布线注意事项以及如何测试应用中的晶振。晶振选型指南给出了经专家测试、适用于不同Microchip AVR®系列中各种振荡器模块的推荐晶振。该应用笔记还包括来自不同晶振供应商的测试固件和测试报告。

从大学参加电子设计大赛到现在，在单片机学习的道路上也有几年的摸索了，把自己的一些心得体会分享给大家。

初学单片机时，往往都会纠结于其各个模块功能的应用，如串口（232，485）对各种功能IC的控制、电机控制PWM、中断应用、定时器应用、人机界面应用和CAN总线等。这是一个学习过程中必需的阶段，是基本功。很庆幸，在参加电子设计大赛赛前培训时，MCU周围的控制都训练的很扎实。经过这个阶段后，后来接触不同的MCU就会发现，都大同小异，各有各的优势而已，学任何一种新的MCU都很容易入手包括一些复杂的处理器。而且对MCU的编程控制会提升一个高度概况——就是对各种外围进行控制（如果是对复杂算法的运算就会用DSP了），而外围与MCU的通信方式一般也就几种时序：IIC、SPI、intel8080、M6800。这样看来MCU周围的编程就是一个很简单的东西了。

然而这只是嵌入式开发中的一点皮毛而已，在接触过多种MCU,接触过复杂设计要求，跑过操作系统等等后，我们在回到单片机的裸机开发时，就不知不觉的就会考虑到整个程序设计的架构问题；一个好的程序架构，是一个有经验的工程师和一个初学者的分水岭。

以下是我对单片机程序框架以及开发中一些常用部分的认识总结：

单片机就是个小计算机，大计算机少不了的数据存储系统，单片机一样有，而且往往和CPU集成在一起，更加显得小巧灵活。直到90年代初，国内容易得到的单片机就是8031：不带存储器的芯片，要想工作，还必需外加RAM和ROM，单片机成了3片机......现在不同了，大的小的又是51，又是AVR又是STC，还有什么430，PIC等等，都各说各的好，可是谁也不敢说“我不要存储器”。

单片机内，有这么几种数据存储手段：