單片機(jī)入門的一點(diǎn)心得

ID:70481 · 發(fā)表于 2014-12-17 16:38

最近看到幾個(gè)尋求單片機(jī)入門的帖子，一時(shí)心血來潮，把自己的一些入門心得寫了下來，希望能對(duì)初學(xué)者有所幫助吧。
可能很多人學(xué)習(xí)單片機(jī)的開始都是一章一章的的去閱讀教程，我也這樣做過，結(jié)果就是沒多久就昏昏欲睡了。對(duì)于初學(xué)者來說，什么隨機(jī)存儲(chǔ)器啊，只讀存儲(chǔ)器啊，寄存器啊，尋址方式啊，周期啊，指令啊。。。等等等等，簡(jiǎn)直就跟看天書一樣。其實(shí)，我認(rèn)為對(duì)于初學(xué)者來說，沒必要了解這么多，學(xué)習(xí)總是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程，不要妄想著能一下子就把單片機(jī)的理解透了，然后再去動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，做項(xiàng)目，這是很不現(xiàn)實(shí)的。
學(xué)習(xí)單片機(jī)的時(shí)候，要想著單片機(jī)能做什么我就學(xué)什么，我想要做什么就學(xué)什么，不懂，就翻書，再不行，就上網(wǎng)找。那么首先單片機(jī)能做些什么呢？單片機(jī)能做的事情很多很多，恐怕說個(gè)幾天幾夜都說不完。可能很多人會(huì)這么說，這么多的功能，這么多的例子，究竟從何學(xué)起啊！但是在我看來，單片機(jī)能做的只有兩件事而你要做的也只有這兩件事情：第一，輸出高低電平；第二，接收高低電平的輸入。假如單片機(jī)沒有輸入輸出功能，那么程序編得在怎么超凡脫俗，也沒有任何意義。因?yàn)椋瑳]有了跟外圍器件的通信，單片機(jī)還有什么用呢！那么跟外圍器件的通信靠的是什么呢？高電平（+3.3V或+5V）和低電平（0V）。那么我們的目的就很明確了，學(xué)習(xí)單片機(jī)的目的就是讓單片機(jī)的各個(gè)管腳輸入或輸出高或低電平。在程序上代表高低電平的就是數(shù)字量1和0。也就是說，程序的最終目的就是在各個(gè)管腳上輸入或輸出1或0。所有的程序都是為了達(dá)成這個(gè)目的而設(shè)計(jì)的。換句話來說，只要能在你想要的管腳輸入或輸出你想要實(shí)現(xiàn)的高或低電平，那么你的目的就已經(jīng)達(dá)到了，不要去管你的程序有多么的臃腫或是不堪入目，這個(gè)會(huì)隨著你學(xué)習(xí)的深入和經(jīng)驗(yàn)的積累而逐漸改善，不需要著急。
舉個(gè)最簡(jiǎn)單的例子，在單片機(jī)的P1.0的管腳上接一個(gè)LED燈，要讓LED燈點(diǎn)亮，就是在P1.0管腳上輸出高電平，要讓LED燈熄滅，就是在P1.0腳上輸出低電平。那么怎么樣才能在P1.0腳上輸出高或低電平呢？不知道，那就去翻書一條一條的去找指令。哦，找到一條SETB置位指令，置位P1.0那不就是把1賦給P1.0嗎，P1.0置1，不就是輸出高電平了嗎？至于是不是，誰試誰知道。不過，先不要著急，既然找到了輸出高電平的指令，那么順便找找輸出低電平的指令。好了，沒錯(cuò)，就是你了CLR。那么現(xiàn)在就可以編程序了：
         ORG       0000H
         JMP       MAIN
         OGR       0030H             ;如果不能理解這幾條指令的意思，那就直接套用就可以了
MAIN:
         SETB    P1.0                ;輸出高電平，點(diǎn)亮LED燈
         CLR       P1.0                ;輸出低電平，熄滅LED燈
         END
好了，程序完成，很簡(jiǎn)單吧。可是，這個(gè)只是一亮一滅，我要它不停的閃爍怎么辦？簡(jiǎn)單！多加一句跳轉(zhuǎn)指令就行了，跳轉(zhuǎn)指令上面就有JMP，那好吧，再改一下程序
         ORG       0000H
         JMP       MAIN
         OGR       0030H
MAIN:
         SETB    P1.0
         CLR       P1.0
         JMP       MAIN
         END
大功告成

可是，程序運(yùn)行之后，看不到LED燈一亮一滅啊！怎么回事？這是當(dāng)然了，單片機(jī)CUP的運(yùn)行速度是以微秒來計(jì)的，人的眼睛是反應(yīng)不過來的。那要怎么辦呢？讓CPU停一下等個(gè)一兩秒再執(zhí)行下一條指令？那顯然不行，地球人都知道。那就找點(diǎn)事情給CPU去忙吧，不管它干什么都行，只要再這段時(shí)間內(nèi)不要去碰P1.0管腳就行了。那么讓它去做什么呢，國(guó)際上-_-!!!通常讓它去數(shù)數(shù)，因?yàn)镃PU每數(shù)一個(gè)數(shù)的時(shí)間都是一樣的，比如說1微秒，那么數(shù)1 000個(gè)數(shù)，就是1毫秒，數(shù)1 000 000個(gè)數(shù)就是一秒。那么怎么樣讓CPU去數(shù)數(shù)呢？繼續(xù)找指令表，我找。。。找到一個(gè)INC，每執(zhí)行一次，操作數(shù)加1，那我要數(shù)到1 000 000的時(shí)候停止呢，怎么辦？不知道。不知道！那要你干什么，一邊去吧你，順便把你兄弟DEC也帶走，我不想再見到你們！我再找。。。這個(gè)好像有點(diǎn)用JZ，累加器A中為0就跳轉(zhuǎn)，好像可以啊，我先讓CPU跳一邊去然后給A一個(gè)數(shù)1 000 000，讓A從1 000 000減到0，A為0時(shí)再跳轉(zhuǎn)回來不就行了？不過累加器A是什么？不知道？那就再翻書。。。哦，好像A最大只能到255，到不了1 000 000，怎么辦？255就255吧，先試試再說，看能不能看出變化。那么怎么給A送數(shù)呢？MOV唄！好了，那誰誰誰，你給我回來，DEC別看了，說的就是你！嗯，再改一下程序
         ORG       0000H
         JMP       MAIN
         OGR       0030H
MAIN:
         SETB    P1.0
         MOV       A,#255          ;給A一個(gè)數(shù)，讓CPU去數(shù)
         JMP       WAIT             ;CPU給我一邊數(shù)數(shù)去
LED_OFF:
         CLR       P1.0
         MOV       A,#255          ;
         JMP       WAIT1          ;再來一個(gè)
LED_ON:
         JMP       MAIN
WAIT:
         DEC       A                   ;A-1
         JZ          LED_OFF       ;等于0就跳回去
         JMP       WAIT             ;不等于0就繼續(xù)減
WAIT1:
         DEC       A                   ;A-1
         JZ          LED_ON       ;等于0就跳回去
         JMP       WAIT1          ;不等于0就繼續(xù)減
         END
編譯，，排錯(cuò)，運(yùn)行，大功告成

好了，程序編完了，也能運(yùn)行了，不過現(xiàn)在高興是不是太早了，你在JMP來JMP去的，JMP的我頭都暈了，那我要是要再延長(zhǎng)一點(diǎn)時(shí)間，你豈不是要JMP個(gè)沒完沒了了？！難道就沒有別的方法了嗎？那好吧，我在翻翻書。真是書到用時(shí)方恨少啊。。。咦，這個(gè)看起來有點(diǎn)意思，CALL，是不是跟打電話一樣，不管你在哪里，一個(gè)CALL，就能找到你啊。不過這個(gè)ACALL和LCALL又有神馬不同呢，難道還有國(guó)內(nèi)長(zhǎng)途和國(guó)際長(zhǎng)途之分？不管了，就用你了LCALL，反正不用花錢。
         ORG       0000H
         JMP       MAIN
         OGR       0030H
MAIN:
         SETB    P1.0
         MOV       A,#255
         LCALL    WAIT             ;我CALL
         LCALL    WAIT             ;我再CALL
         LCALL    WAIT             ;
         LCALL    WAIT             ;
         LCALL    WAIT             ;我CALL,CALL,CALL。。。
         CLR       P1.0
         LCALL    WAIT
         LCALL    WAIT
         LCALL    WAIT
         LCALL    WAIT             ;哈哈哈。。。CALL個(gè)夠，爽
         JMP       MAIN
WAIT:
         DEC       A                   ;A-1
         JNZ       WAIT             ;沒數(shù)完，繼續(xù)。。。
         RET                            ;數(shù)完了，那我掛電話了，有時(shí)間再CALL你啊
         END
好了，這回看起來舒服多了。不過累加器A，看起來你有點(diǎn)意見？A：“廢話！你不知道老子很忙的嗎！分分鐘幾十萬上下，你叫我給你數(shù)數(shù)？你確定，你的腦袋沒被驢給踢過？老子縱橫機(jī)湖幾十年，閱人無數(shù)，就沒見過你這么白的程序員！”好吧，大哥，你牛，我惹不起你我躲的起。我再翻書，幸好這不是在考試，我想怎么翻就怎么翻。。。有了！就是你了DJNZ，減1不為0就跳轉(zhuǎn)。咦，怎么沒有減1為0跳轉(zhuǎn)的呢？也不知道創(chuàng)造匯編的那位大神是怎么想的。好吧，這不是我們這些小菜鳥該管的，還是改我的程序比較靠譜一點(diǎn)
         ORG       0000H
         JMP       MAIN
         OGR       0030H
MAIN:
         SETB    P1.0
         MOV       R0,#255       ;那就換一個(gè)唄
         LCALL    WAIT             ;我CALL
         LCALL    WAIT             ;我再CALL
         LCALL    WAIT             ;
         LCALL    WAIT             ;
         LCALL    WAIT             ;我CALL,CALL,CALL。。。
         CLR       P1.0
         LCALL    WAIT
         LCALL    WAIT
         LCALL    WAIT
         LCALL    WAIT             ;哈哈哈。。。
         JMP       MAIN
WAIT:
         DJNZ    R0,WAIT       ;沒數(shù)完，繼續(xù)
         RET                            ;數(shù)完了，那我掛電話了，有時(shí)間再CALL你啊
         END
好了，終于終于終于編完了，其實(shí)單片機(jī)也不怎么難嘛，呵呵。
最后，再介紹一句，其實(shí)
DJNZ    R0,WAIT
這句，還可以換成
DJNZ    R0,$
這樣，減1不為0就等待，其實(shí)我想介紹的是這一句
JMP       $
這是個(gè)死循環(huán)，原地跳步，用來調(diào)試程序是非常好用的。不知道創(chuàng)造這句的大神是不是要告訴全世界的程序員，美元的魅力連CPU也擋不住，看到它，誰也跑不動(dòng)。好了，言歸正傳，這一句其實(shí)用來調(diào)試程序是非常好用的，不知道怎么用，就先記住吧，或許以后有用，或許永遠(yuǎn)也沒用，一家之言，每個(gè)人有每個(gè)人的方法。
好了，就講到這里了，一時(shí)興起講了這么多，以后可能再也沒有這么好的興致寫這么多東西了，就這樣吧

ID:70481 · 發(fā)表于 2014-12-17 17:03

（二）I2C協(xié)議

如果CCAV要舉辦“菊花郎杯我最喜愛的單片機(jī)通信協(xié)議”的話，我以菊花郎集團(tuán)首席執(zhí)行官名譽(yù)擔(dān)保，I2C一定會(huì)摘得

桂冠。什么？你說SPI應(yīng)用更廣泛？但是，對(duì)于初學(xué)者來說SPI在很多時(shí)候往往數(shù)據(jù)發(fā)送過去之后，就如石沉大海，完

全不知所以。當(dāng)年，小菜鳥我操控SPI協(xié)議的時(shí)候，簡(jiǎn)直就像是中了七傷拳的至尊寶：“二當(dāng)家的，老子踩了你那么久

，就算不痛也隨便應(yīng)付兩聲嘛！”相比之下I2C就乖巧多了，至少你踩他8腳，他會(huì)回應(yīng)一聲。現(xiàn)在，大家知道我為什

么要選I2C了吧！

好了，我們言歸正傳，I2C的ACK確實(shí)是非常的好用，I2C有沒有寫對(duì)，請(qǐng)看ACK！一目了然，真的是太方便了！I2C真的

這么簡(jiǎn)單嗎？是不是參照著協(xié)議圖寫完就OK了呢？未必！以我自己的經(jīng)歷來看，曾經(jīng)無數(shù)次的，拿著仿真器，對(duì)著I2C

協(xié)議時(shí)序圖，一個(gè)時(shí)鐘一個(gè)時(shí)鐘的校驗(yàn)，或是在客戶那里對(duì)著示波器一個(gè)脈沖一個(gè)脈沖的讀I2C數(shù)據(jù)。那時(shí)候，總是擔(dān)

心著是不是多了或是少了一個(gè)脈沖啊，究竟是在上升沿還是下降沿讀寫數(shù)據(jù)啊。。。等等，總之，就是心里沒底。哎

，小菜鳥真是傷不起，傷不起啊傷不起。。。

咦，又跑題了

。對(duì)于I2C，我總結(jié)了3點(diǎn)原則。自從有了這3點(diǎn)（怎么聽起來這么別扭呢），再也不用為I2C協(xié)議

擔(dān)心啦！請(qǐng)看：
（1）、在I2C起始信號(hào)之前，和結(jié)束信號(hào)之后，確保SCL和SDA腳為高電平；
（2）、在每個(gè)函數(shù)（結(jié)束信號(hào)函數(shù)除外）之后，確保SCL為低電平；
（3）、請(qǐng)參考以上兩條(哈哈，其實(shí)只有兩點(diǎn)啦，但是我要是說只有兩點(diǎn)那豈不是很沒面子

）
是不是不明覺厲呢

。別著急，我們慢慢來分析。
我們先從起始和結(jié)束信號(hào)函數(shù)開始分析，
void I2c_Start(void)
{
      SCL_HIGH;
      SDA_HIGH;
      nop();
      SDA_LOW;
      nop();
      SCL_LOW;
}
void I2c_Stop(void)
{
      SDA_LOW;
      nop();
      SCL_HIGH;
      nop();
      SDA_HIGH;
}
對(duì)照這兩個(gè)函數(shù)請(qǐng)看第一點(diǎn)，對(duì)于I2c_Stop()的SCL_HIGH和SDA_HIGH，這兩個(gè)沒什么可說的，這是協(xié)議的結(jié)束信號(hào)，

只要沒寫反了就行，連這個(gè)也寫反了的童鞋，自己面壁思過去。這里要說明一下的是I2c_Start()開始的兩個(gè)SCL_HIGH

和SDA_HIGH，有沒有童鞋覺得每次結(jié)束信號(hào)都把SCL和SDA拉高了，還有沒有必要每次都在I2c_Start()里面再寫一遍啊

，太浪費(fèi)了，勤儉節(jié)約是中華民族的光榮傳統(tǒng)，都說了要節(jié)約嘛！可是我要說的是，可能在某個(gè)不為人知

的陰暗角落，或許I2C的某根線就被偷偷的改變了狀態(tài)。這怎么可能！我自己編的程序難度有沒有用到I2C還不知道嗎

？可是，在工作中可能你接手的程序已經(jīng)不知道經(jīng)過了多少人的縫縫補(bǔ)補(bǔ)，特別是在一些大型企業(yè)中尤為如此。So，

安全第一，安全第一！還有就是你編寫的I2C程序可能會(huì)有他人調(diào)用，與人方便自己方便吧！對(duì)了，還有第2點(diǎn)，這點(diǎn)

跟I2c_Stop()沒就關(guān)系，你可以涼涼去了。當(dāng)然對(duì)于I2c_Start()也沒什么可說的，協(xié)議寫了嘛，SCL為低，必須的！

好了，你們兩個(gè)可以去領(lǐng)盒飯了，下一個(gè)I2c_Write(u8 uByte)輪到你了，還看，說的就是你了！上來躺好，放心不用

解剖，我們只看兩點(diǎn)

，好吧，就看一點(diǎn)
void I2c_write(u8 uByte)       //unsigned char 定義為u8，以后不在說明
{
      u8 i;

      for(i=0; i<8; i++)
      {
            if(uByte & 0x80)
            {
                     SDA_HIGH;
            }
            else
            {
                     SDA_LOW;
            }
            SCL_HIGH;       //我高，劃破長(zhǎng)空，前面的一切不管
            nop();
            SCL_LOW;       //我低，一場(chǎng)春夢(mèng)，生與死一切成空
            uByte <<= 1;
      }
}
寫數(shù)據(jù)其實(shí)就是8個(gè)時(shí)鐘脈沖，這個(gè)做個(gè)循環(huán)就行了，依次把一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)寫到SDA腳。關(guān)鍵是SCL的時(shí)鐘脈沖怎么寫

，根據(jù)第二點(diǎn)準(zhǔn)則，所有I2C通信函數(shù)都以SCL低電平結(jié)束（結(jié)束信號(hào)除外），所以，寫脈沖首先就是把SCL拉高，然后

再拉低，這就是一個(gè)bit的寫時(shí)序了，循環(huán)8次，結(jié)束寫字節(jié)操作。你看，最后還是以SCL低為結(jié)束，完美收官！耶！真是太有默契了，贊一個(gè)先

！

當(dāng)當(dāng)當(dāng)當(dāng)，下面有請(qǐng)我們今天的男豬腳I2c_WriteAck()隆重登場(chǎng)！咦，你腳下踩的是什么？
u8 I2c_WriteAck(void)
{
      u8 ack;

      SDA_IN;             //對(duì)于51單片機(jī)來說，設(shè)置為輸入其實(shí)就是把管腳置1，所以這句等同于SDA_HIGH，
                     //這句很重要，因?yàn)槟憧赡茉趯憯?shù)據(jù)的時(shí)候把SDA拉低了，所以比不可少
      SCL_HIGH;
      nop();
      if(READ_SDA)       //Only you 能保護(hù)我，讓螃蟹和蚌精無法吃我
            ack;= 1;
      else
            ack;= 0;
      SCL_LOW;
      SDA_OUT;       //對(duì)于51來說，這句為空

      return ack;
}
根據(jù)第二準(zhǔn)則，寫操作必定是以SCL低為結(jié)束，那么，SCL也是以拉高為開始。現(xiàn)在大家知道我為什么要強(qiáng)調(diào)必須以SCL

低為函數(shù)的結(jié)束了吧！這樣一來對(duì)于每一個(gè)函數(shù)，都可以獨(dú)立去分析，不必去理會(huì)在這之前的時(shí)鐘是什么狀態(tài)。別看

ACK這么簡(jiǎn)單，I2C協(xié)議是生是死就看他的臉色了！對(duì)于用I2C通信的所有產(chǎn)品，不管別人對(duì)我說的是什么問題，我首先

聞到第一句就是ACK有沒有響應(yīng)？嗯，調(diào)試等一下再說，先看讀操作。“O~O~Only you！”O(jiān)你個(gè)頭。。。

好了，輪到你們了，I2c_Read()、I2c_ReadAck()和I2c_ReadNAck()，都以前上來吧
u8 I2c_Read(void)
{
      u8 i;
      u8 uByte;

      SDA_IN;             //親，別忘了倫家哦

      for(i=0; i<8; i++)
      {
            uByte <<= 1;
            SCL_HIGH;
            if(READ_SDIO)
                     uByte |= 0x01;
            SCL_LOW;
            nop();
      }

      SDA_OUT;       //“我呢，我呢！”你啊，看情況吧

      return uByte;
}
void I2c_ReadAck(void)
{
      SDA_LOW;
      nop();
      SCL_HIGH;
      nop();
      SCL_LOW;
}
void I2c_ReadNack(void)
{
      SDA_HIGH;
      nop();
      SCL_HIGH;
      nop();
      SCL_LOW;
}
這三個(gè)函數(shù)就不一一分析了，大家以此類推吧。

呼，I2C協(xié)議至此大功告成了，照此分析，童鞋們?cè)僖膊挥脫?dān)心出錯(cuò)了！大家想怎么玩就怎么玩，即使是量大的日子也

不用擔(dān)心側(cè)漏了（咦，這句好像在哪里聽過）！

好了，高興三分鐘就夠了。是不是I2C協(xié)議寫好就完事OK了呢？我可以很負(fù)責(zé)任的告訴你：NO！
嗯，今天就先講到這里吧。欲知后事，請(qǐng)聽下回分解。。。

ID:188935 · 發(fā)表于 2017-10-10 15:54

6666，你可以去大學(xué)當(dāng)老師，講的好有默契

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單片機(jī)入門的一點(diǎn)心得

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