學(xué)習(xí)單片機(jī)時(shí)遇到的常見問題

6.自學(xué)單片機(jī)必備的硬件設(shè)備有哪些?

學(xué)習(xí)單片機(jī)，除了需要電腦以外，還需要以下的一些器材。

1.實(shí)驗(yàn)板

如果你對(duì)單片機(jī)還一無所知，那么自制或者購買一塊實(shí)驗(yàn)板是比較好的選擇。通常在實(shí)驗(yàn)板上會(huì)設(shè)計(jì)一些開關(guān)、LED指示燈、數(shù)碼管、各種接口芯片等常用器件，通過對(duì)這些器件的編程練習(xí)，逐步掌握單片機(jī)的編程技術(shù)。

2.仿真機(jī)

仿真機(jī)的用途是替代電路板上的單片機(jī)芯片，仿真機(jī)通過串行口、USB接口等方式與與PC機(jī)聯(lián)機(jī)通信，接收PC端控制軟件發(fā)出的指令，以單步、過程單步、全速運(yùn)行等各種方式來執(zhí)行程序，以單步或過程單步方式執(zhí)行程時(shí)，每次執(zhí)行完程序后可以將執(zhí)行的結(jié)果反饋到PC端的控制軟件中顯示出來。由于單片機(jī)編程時(shí)必須要明確每一條指令執(zhí)行完畢后會(huì)有什么樣的結(jié)果，弄清實(shí)際運(yùn)行后的結(jié)果是否與設(shè)想的結(jié)果相符，因此，仿真功能對(duì)于單片機(jī)的學(xué)習(xí)和開發(fā)可以起到很重要的幫助作用。

3.編程器或者下載線

其用途是將代碼寫入單片機(jī)芯片內(nèi)部。對(duì)于學(xué)習(xí)者來說，有了仿真機(jī)也可暫時(shí)不配編程器或下載線，因?yàn)橛辛藢?shí)驗(yàn)板、仿真機(jī)就可以做實(shí)驗(yàn)了。但是建議配置一臺(tái)，這樣可以對(duì)單片機(jī)開發(fā)的各個(gè)環(huán)節(jié)都有所了解。

4.萬用表、電烙鐵等電子制作工具

單片機(jī)開發(fā)，不是簡單的編程，到目前為止，還少有純粹的“單片機(jī)程序員”，通常要求開發(fā)者軟、硬件方面都要熟悉，因此，這些電子制作工作還是要配備的。

需要說明的是，這里所說的仿真機(jī)、實(shí)驗(yàn)板、下載線或編程器等都是就一般概念而言的，并不涉及到具體的產(chǎn)品，市場上也有一些產(chǎn)品在設(shè)計(jì)時(shí)將實(shí)驗(yàn)板、仿真功能、下載或編程功能等中的一部分或者全部都集成到一塊板上，構(gòu)成一整套的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。

上面介紹的這些設(shè)備，都需要有一定的投入，愛好者未必一定能夠購買，其實(shí)，只要有一定動(dòng)手能力，也可以自制一些簡易的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，同樣可以開始學(xué)習(xí)。這里推薦采用STC單片機(jī)進(jìn)行學(xué)習(xí)的方案，STC系列單片機(jī)的特點(diǎn)是可以直接通過串口下載程序，從而將開發(fā)工具的成本降到最低。如圖6-1所示是一個(gè)完整的電路，器件成本僅20多元，但可以實(shí)現(xiàn)諸如單燈閃爍、流水燈、鍵控?zé)?、PC控制燈等一些常用功能，從而學(xué)習(xí)基本指令、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、串口通信等單片機(jī)知識(shí)。

圖6-1 簡單的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)電路板

圖中R1~R9為1K電阻，D1~D8是發(fā)光二極管，E1用10u電解，Y1用11.0592M晶振，C1和C2用27P小磁片，C3~C7用104磁片，U1使用STC89C52芯片，U2用MAX232。再自制或購買一條串口電纜，用于和電腦的通信，制作線時(shí)使J1與電腦的串口端2，3，5分別相連即可。

制作好這個(gè)電路板以后，使用Keil軟件(在http://www.keil.com/demo/default.asp?bhcp=1可以下載DEMO版)編譯、鏈接程序，得到Hex文件，使用STC_ISP軟件(在http://www.mcu-memory.com下載)將Hex文件寫入芯片中，從而觀察程序運(yùn)行的效果。

7.目前國內(nèi)常用的單片機(jī)有哪些?

1.80C51及其兼容系列

(1)80C51系列，這是最基本的系列。包括80C31，80C51，87C51，80C32，80C52，87C52等芯片，雖然這些芯片已基本不再使用，但它們是后續(xù)發(fā)展的芯片的基礎(chǔ)。其中80C31單片機(jī)片內(nèi)沒有ROM，80C51內(nèi)部是一次性可寫4K的PROM，87C51內(nèi)部是4K的EEPROM，這幾種芯片內(nèi)部RAM均為128字節(jié)。而后三種芯片其內(nèi)部RAM均為8K，后兩種芯片的片內(nèi)ROM為8K字節(jié)。

(2)80C51兼容系列

這些芯片通常都與51系列單片機(jī)在指令一級(jí)兼容，但都擴(kuò)充了諸多的新功能。常見的主要有以下一些。

STC89系列單片機(jī)，其主要特點(diǎn)有：直接通過串口對(duì)單片機(jī)編程;可編程為倍速運(yùn)行;超低功耗;內(nèi)置看門狗;內(nèi)部FLASH 　ROM可作為EEPROM作斷電保存數(shù)據(jù)之用。

STC12系列單片機(jī)，其主要特點(diǎn)有：單時(shí)鐘周期，工作頻率0~35M，相當(dāng)于普通80C510~420M;寬電壓范圍;低功耗;芯片內(nèi)置E2PROM功能;內(nèi)置硬件看門狗;通用I/O口可以設(shè)置為四種工作模式，在強(qiáng)上拉模式時(shí)可以“吐出”電流。

菲利普的LPC系列，其主要特點(diǎn)有：內(nèi)置RC置振蕩器，選擇RC振蕩器時(shí)不需外接振蕩器件;所有口線均有20mA的LED驅(qū)動(dòng)能力;有較寬的工作電壓范圍。

C8051F系列，其主要特點(diǎn)有：一個(gè)機(jī)器周期僅為一個(gè)時(shí)鐘周期;增加了中斷源;有內(nèi)部獨(dú)立的時(shí)鐘源或接外部時(shí)鐘，并能在程序運(yùn)行時(shí)實(shí)現(xiàn)內(nèi)、外部時(shí)鐘的切換。每個(gè)I/O口引腳都可以設(shè)置為推挽或漏極開路輸出，C8051F系列單片機(jī)I/O口最為獨(dú)特的是增加了數(shù)字交叉開關(guān)，利用數(shù)字交叉開關(guān)可將內(nèi)部數(shù)字系統(tǒng)資源定向到P0、P1和P2端口I/O引腳。這個(gè)系列很多型號(hào)的芯片具有ADC、DAC、PCA等功能。

2.PIC系列

PIC單片機(jī)的發(fā)展思路與51單片機(jī)不同，它不搞單純的功能堆積，而是從實(shí)際出發(fā)，重視產(chǎn)品的性能與價(jià)格比，依靠發(fā)展多種型號(hào)來滿足不同層次的應(yīng)用要求;精簡指令使其執(zhí)行效率大為提高。目前有PIC10、PIC12、PIC16、PIC18系列數(shù)百個(gè)品種。以PIC16F676芯片為例，該芯片內(nèi)置1K字FLASH ROM，128字節(jié)EEPROM，64字節(jié)RAM，8路10位AD轉(zhuǎn)換器，內(nèi)置精度高達(dá)±1%的振蕩器，極低功耗，寬工作電壓范圍，這樣一款高性能的14腳芯片，價(jià)格不到￥7，性價(jià)比相當(dāng)高。

3.AVR系列

AVR系列單片機(jī)是增強(qiáng)型RISC結(jié)構(gòu)的單片機(jī)，其主要特點(diǎn)是：速度快，一個(gè)機(jī)器周期僅為一個(gè)時(shí)鐘周期;品種豐富，與PIC系列類似，依靠發(fā)展多種型號(hào)來滿足不同層次的應(yīng)用要求;支持ISP、IAP功能，可在線編程，方便遠(yuǎn)程維護(hù);工作范圍寬、抗干擾能力強(qiáng)。以ATMEGA8芯片為例，該芯片內(nèi)置8K Flash ROM，512字節(jié)EEPROM，1K字節(jié)的RAM，8路10位AD，內(nèi)置RC振蕩器。這樣一款高性能28引腳的芯片，價(jià)格僅在￥7左右，性價(jià)比也相當(dāng)高。

4.其他

其他常用的單片機(jī)包括：ST、EMC、摩托羅拉、三星等等。這些單片機(jī)有些市場用量很大，但我們并沒有重點(diǎn)介紹，因?yàn)槲覀兘榻B的內(nèi)容主要針對(duì)業(yè)余愛好者，有些芯片雖然功能強(qiáng)大、性價(jià)比也很高，但其并不針對(duì)業(yè)余愛好者，小批量的芯片很難買到，仿真機(jī)、C編譯器等開發(fā)工具價(jià)格極其昂貴，所以這里不作介紹，有興趣可以在網(wǎng)絡(luò)上搜索有關(guān)資料。