单片机学前班

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1、睿思电子科技 Rays_ele（光芒电子）单片机学前班该教程只适合单片机初学者，高手就不要看了!.什么是单片机？用它能干啥?大多数想学单片机的人都见过芯片（俗称集成块）吧，随便打开一个 电脑主机，内部可以见到很多密密麻麻的芯片，一般电子产品中都有很多 芯片，有的多达上百种芯片。这些芯片各自完成自己的工作（如 CD4069 完成信号的反向，LM386完成音频电信号的放大等），但是这些芯片有个 特点，就是功能已经定型！大部分芯片在出厂的时候功能已经定型了，不 可以再更改，我们管这种芯片称呼为“先天功能型”的，而这里说到的单 片机就不同了，他同样是一块芯片，但是功能可以后天定制，所实现的功 能是后天

2、烧写的程序代码所决定的，属于“后天功能型”的。具体如何工 作，就要靠我们对单片机如何编程了。图1众多芯片为什么单片机可以执行程序呢，而别的芯片不行？这要说到单片机的内部执行机理了，我们都知道电脑可以运行程序，电脑硬件是由中央处理 器CPU、内存、硬盘、输入输出等组成，可以运行计算机软件（其实就是 一条条指令码），单片机与之类似，也是由CPU （中央处理器）、RAM （内 存）、FLASH存储器（硬盘）、IO接口（输入输出）组成。只不过单片机一 般主频都很低（几Mhz到几十Mhz ）, RAM和FLASH也比较小，不适合 跑大型程序。你要非说让单片机跑 Windows ,那我就没辙了，电脑才可以

3、 运行Windows这种大型应用系统，而单片机一般运行几 KB到几十KB的 程序代码，偶尔也有单片机运行UC/OS实时操作系统（意义上和 Windows 一样的，将CPU多任务化）。我们拿到单片机可以做什么呢？ 说到单片机用途，那可是太广泛了, 只是我们平时忽视了单片机的存在，现代人类生活中所用的几乎每件和电 子相关的产品中都会找到单片机。电动自行车、电话、计算器、家用电器、 电子玩具、掌上电脑以及鼠标等都配有 1-2部单片机。而个人电脑中也会有为数不少的单片机在工作。汽车上一般配备40多部单片机，复杂的工业控制系统上甚至可能有数百台单片机在同时工作！单片机的数量不仅远超过PC机和其他计算的综

4、合，甚至比人类的数量还要多！这么一个庞大的“种 族”，我们如果学会为己所用，那种成就感，呵呵！相信不少人动心了吧丫（八_八）丫图2单片机在汽车上应用二.单片机有哪些种类？我们该学习哪种呢？我们小时候玩过的任天堂游戏机（当时我们都叫红白游戏机），那个就 是8位单片机系统，稍后出来的世嘉游戏机， 采用了 16位单片机系统，玩过世嘉游戏机的都知道，世嘉游戏机明显比红白机好玩多了，无论是游戏 规模上还是画质上都更胜一筹！这就是单片机处理性能的差别。早期大多 数单片机是8位机甚至4位机，其中最成功的是INTEL的8031 ,因为简 单可靠而性能不错获得了很大的好评。 此后在8031上发展出了 MCS51

5、系 列单片机系统。基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。随着 工业控制领域要求的提高，开始出现了 16位单片机，但因为性价比不理想 并未得到很广泛的应用。90年代后随着消费电子产品大发展，单片机技术 得到了巨大的提高。随着INTEL i960系列特别是后来的ARM系列的广泛 应用，32位单片机迅速取代16位单片机的高端地位，并且进入主流市场。而传统的8位单片机的性能也得到了飞速提高，处理能力比起80年代提高 了数十倍。简单列举几种常见单片机如下:STC单片机，STC公司的单片机主要是基于8051内核，是新一代增强 型单片机，指令代码完全兼容传统8051，速度快812倍，带ADC,PWM

6、 , 双串口，有全球唯一 ID号，加密性好，抗干扰强，支持 串口下载程序。.图3 STC单片机PIC单片机，是MICROCHIP公司的产品，具突出的特点是体积小，功耗低，精简指令集，抗干扰性好，可靠性高，有较强的模拟接口，代码保密性好，大部分芯片有其兼容的 FLASH程序存储器的芯片图4 PIC单片机ATMEL单片机，ATMEl公司的8位单片机有 AT89、AT90、AVR三 个系列，AT89系列是8位Flash单片机，与8051系列单片机相兼容， AT90和AVR系列单片机是增强RISC结构、在线可编程（俗称ISP下载） Flash的单片机。ATMEL还有32位单片机AVR32，性能介于单片

7、机和 DSP（数字信号处理器）之间，在运算和控制双重领域内性能都很不错，在国 外迅速大规模应用。图5 AVR单片机既然要学单片机，就要拿最广泛、资料最多的来学，千万不要为了赶 时髦，直接拿高级单片机学习，这也是初学者最容易犯的一个错误！ 51 单 片机不但没过时，反而应用最广，它并没有被高级单片机取代。如果一开始就拿 STM32 （高级单片机一种）来学习，很可能会掉进知识的深渊从而打消学习单片机的积极性。再者，单片机系统开发水平的高低不单单看单片机功能的强弱，还要看程序的质量和效率， 往往一段很烂的代码跑在STM32 上还没有一段高质量程序跑在AVR 上效果好！ 最后一点， 单片机系统设计选择

8、上单片机够用就行！不要盲目使用复杂单片机（越高级往往主频高对外围干扰大、系统复杂、对PCB 板要求越高） 。我们这里推荐学习 STC 的 51 单片机，因为这种单片机很好买，价格较低， 开发工具自制容易 、入门简单、 兼容 8051 标准单片机 。在很长一段时间内， 51 还是主流！等学会了 51 单片机，再转头学其他单片机的时候，你会发现单片机都一样！ 只不过指令变了变（ c 语言开发各种单片机都是通用的，不同就是寄存器名字） 、资源模块变了变而已。因为单片机原理都是相同的，就好比你学会儿了骑自行车，再去骑山地车、摩托车一样。当然，开飞机就好比学ARM ,是另一套思路了。Y（A_A）Y三学习

9、单片机需要哪些工具？既然我们确定了学习 STC 51 单片机， 那么 硬件开发工具就是首要解决问题了。单片机开发需要“ PC+单片机下载器+单片机系统板”三大部分， 首先需要一台PC,配置一般就可行。当然了，再需要一块完整的单片机系 统电路， 可以是 单片机最小系统 （单片机 + 电源电路 + 时钟电路 + 复位电路） 。 也可以是单片机开发板，我们用电脑写好的程序经过编译后生成机器码，需要将机器码烧写到单片机里边才可以看到程序具体执行结果，这就需要一个 单片机下载器（俗称编程器） 了。无论是简单单片机还是复杂的，都需要这么个过程。 （ 这里说一下，很多单片机开发板都兼有单片机下载器和单片机系

10、统两部分，不需另配下载器Y（A_A）Y ） 。其次是软件开发工具了。硬件搭建完毕后就得在PC上安装编程软件。 这里首推uVision Keil for 51,这个软件的资料最多，上手很快！当然也有些其他51编程软件比如IAR、伟福等，也是很好上手的，但是资料不如 第一种多。有人可能问，如果我没有单片机硬件环境，可以学习单片机吗？ 这是可以的！有款单片机仿真软件很不错，Proteus ,这款软件可以画单片机系统电路，也可以模拟单片机程序运行，很方便的，不过不如硬件电路 带给您的印象深。好了，到这里，是不是对单片机开发环境有个大致了解 了？修 IJ inwlatcr中. & Group II Bl

11、H HELLOC11t _ M _l-E- y X1 Dd-n-i * n t 4 irJaBS.RA2T.D4Tmiring., rFrzgrajid-=3口JKdara-10 JeLDSCITEM - 3 曲0.图7 Keil 4开发环境四.学习单片机需要预备哪些知识？该如何开发？要学习单片机，要有基本电路知识和数字电路基础，同时还要有C语言基础或汇编语言基础。这是必备条件。当然有模拟电路基础的人更好。 总体来说，门槛不高，大部分来电子信息、计算机工程、机械电子专业的 都将前面说的必备条件作为基础课程了，所以学习单片机也是举手之劳的 事情。邓爷爷有句名言：实践是检验真理的唯一标准。学单片机

12、只编程不行， 单单看书更不行，必须得做实验！ 也不提倡“先把理论学扎实，再实践”， 单片机不同于别的学科，在没有实践的前提下理论是很难理解的深入的。我学习单片机用的是3分理论+7分实践。一定要多做实验，用真实的硬件 实验结果来强化记忆，多做硬件多编程，把程序和硬件现象联系起来，这 样才能真正掌握单片机，有很多时候你会发现编程时想的是一种结果，而 实际在单片机上跑起来却不是这么个事儿，这就需要仔细推敲代码该如何 改正了，单单学习理论是无法遇到这种问题的。当你可以编写程序并且看 到它在开发板上运行正确时，那时的喜悦真的是没办法表述的。前边已经说过了学习单片机必须搭建软硬件环境，这里说说具体搭建 过

13、程，我们选用STC单片机，具体步骤如下：4.1 :安装Keil软件1 .双击Keil4 for 51安装程序图标2.弹出如下对话框3 .点击 Next4 .勾选I agree to all 。后点击Next 后出现安装路径m.5.填写信息，这里随便填写就行Setup Keil CS1 Version 9 COCutrcmet InnimarinnPlsaie 口 ier pu I ifuiineluiMKEILAn Cgrrpaiifwriter your riane the narr e ot the ccrnpan llur 冉hm 网叫6k end your E-nai 争ddh.Fir

14、及N3me_osl NlamcEnai；Company N ane:6.开始正式安装Setup Kf il ESI V-rsi=sr 3007.最后点击finish按钮到此，我们就安装好Keil 了，软件破解后才能用，破解里边有步骤。4.2: 安装STC下载软件和驱动1 .我们到STC官网上去下载STC_ISP4.80 （单片机下载软件）。网址STC官网找到这里（win7定要安装stcisp4.80安装版，不要绿色版，版本不是越高越好，经笔者测试，4.80版本相对稳定）STC单片机PC端工SPT载控制软件80 安装版j解压后，声安装 可在上电时亘接启动看门狗2 .双击setup图标s&tup3

15、 .出现安装界面4 .点击确定后选择路径5.开始安装，中间可能会提示几处冲突，点击“忽略”即可6 .安装成功7 .接下来安装下载器驱动了，由于STC单片机是通过串口下载程序的！如果是台式机可以通过自带的串口来下载程序，就免去了安装驱动的过程，但如果是本本的话，一般不带串口，需要安装 USB转串口驱动了！驱动最丰富的USB转串口是PL2303 了，主流操作系统乃至嵌入式linux, wince都支持，下面是 PL2303驱动安装步骤：从 prolific 官网（.tw/eng/downloads.asp?ID=31）找到最新驱动PL2303V1.3.0 全面支持win xp及以上版本（包含 wi

16、n 7 ）,双击安装程序图标fiDriverlnstaller vl3O8 .弹出如下对话框，点击下一步9 .等待安装完成10 .连接USB转串口线，（如果是Cool51开发板，请通过 USB数据线连接核心板和电脑），在 我的电脑图标上右击选择“管理”，设备管理器里边出现如下串口！和制粒用1常 Prolific 值由扁I Comm Port （COM4）11 .至此，驱动安装完成。五.选用什么样的开发板？现在市面上51单片机的开发板可谓是琳琅满目， 数不胜数。众多的开 发板让新手选择尤为费心，往往一山望着一山高，不知选择。有些动手能力强的爱好者推荐自己搭焊电路，这样可以练到很多焊接 和电路设计

17、的知识，当然很多学生想快速学会单片机以及快速学会经典单 片机外围电路设计，可以选用成型的 51开发板。初学者一定要选择全模块化的开发板，这种开发板的电路连接如同搭 积木一样很灵活，有极强的扩展性和学习性，这类开发板虽然做实验时候 稍微麻烦一些需要连很多杜邦线，但是这样可以真正学会单片机外围电路 的设计知识以及如何和单片机连接，很多非模块化的开发板跑例程看似很 方便，但原理图让谁也望而却步，其实电路本该很简单的，非模块化的会 将原理图大幅度复杂化，不适合初学者学习！笔者也有学习单片机的痛苦经历，特此献上一款功能全面、价格适中的单片机学习板- Cool51 开发板 ，希望可以在单片机学习道路上住您

18、一臂之力。该开发板功能极其全面！ 除了一般开发板都具备的功能外（ 12864 ，1602 ，步进，红外， ad ， da ，数码管，按键，蜂鸣器，等等） ，该开发板另外有很多 特色功能！ ！ ！ ： ： 核心板 + 底板 ，方便进行二次开发，核心板本是独立最小系统！ ： 全模块化，这是普通开发板根本不可比的，这种才让您学到单片机电路设计知识 ！ ：核心板板载USB 转串口和 自动冷启动电路，下载程序全自动 ！ :板载MP3开发功能（VS1003 ）,多少人想着给女友做个MP3呢，其实很简单 丫（人_人）丫 ! ：板载收音机功能（ 5767 ） ， 轻轻聆听电台广播！ ： SD 卡 ，学习文件系

19、统fat32 ，做 电子相框 必备！ ：单片机每个 IO 口都有对应高亮 LED 显示 ，特别适合初学者学习单片机IO 口！ ： TFT 真彩屏显示 ，让性价比不好的 12864 彻底下岗！ ： PWM 型 DA 转换 ，创新类型DA ！ ： 8*16 点阵 ，此电路是标准大屏幕595 驱动电路 ，绝非普通IO 口驱动，让您彻底掌握大屏幕显示原理！ ：核心板上有触摸按键功能，电容按键触摸 ，学习电容触屏原理！ ： 二极管测温电路原理！ ： 光电耦合器电路原理！ ： 555 多谐振荡器原理！ ： AD 配合彩屏做的 示波器 ！ :板载通用扩展接口，无限扩展应用（超声波模块，无线数传模块、网络）！

20、整版图片：13M B工Li核心板特别方便用于二次开发！这是其他开发板根本没有的功能，以下是一电子爱好者用于小 车的图片：说说“下载自动冷启动，这是STC单片机的下载方式，平时可能您见过的 51 单片机开发板下载都是用串口配合电源开关来完成的， 有些开发板上虽然板载了简易的自动冷启动电路，但都是靠第三方软件配合继电器来完成的， 第三方软件兼容性本身有问题，继电器也容易损坏。本开发板采用了监控 cpu 和 mos 管来协调完成冷启动，无噪音！寿命长，兼容性好，下载程序使用官方软件即可！核心板还可以使用标准的 ATMEL 的 89S51 、 89S52 来开发，也可以经过少量改动支持AVR 单片机 （MEGA162 ） ， 只不过此类单片机烧写程序需要ISP接口支持（核心板已集成该接口），需要另外配置单片机编程器了（最常用的是USBASP ） 。六结语学习单片机是一个发现快乐的过程，每次调试出程序都会给你带来很多成功的喜悦。这里我将带大家一点一点来剖析单片机，让您能轻松玩转单片机。