3.2最小系统板 3.3烧写程序 18 4开始写程序 41開始写程序之前 4.1.1位运算 20 4.12术语 21 42流水灯 42.1仿真电路图 422程序 23 4.3数码管 5 43.1仿真电路图 25 4.32程序 ⊥.4读1*键盘 4.4.1仿真电路图 4.42程序 Chapter 1 单片机的概念 这一章主要介绍了单片机嘚基木概念和学习单片机编程需要准备的东西 1.1单片机可以做什么好玩的是单片机 单片机本质上是一种计算机,它有自己的处理器、存储器、输入输出设备1 等讣算机需要的东四。可以把单片机和电脑做个比较首先,它们都是计 算机。我们可以对电脑下达一些指令,给亡一些原始數据,它就会按照指 令做一些计算处理,最后把结果告诉我们输入设备,比如鼠标键盈;输 出设备,比如显示器。单片机类似,我们可以把写好的程序(指令)告诉 它,给它一些原始数据,它处理完后把我们想要的结果告诉我们 电脑和单片机的不同之处主要在外设上单纯的一片单片机除了一些 引脚没别的东西。这就是说,我们对单品机的所有输入,单片机的所有输 出,本质上都是通过引脚上电平2的高低变化表达的不过我们可以在引脚 上接些别的东西,比如数字键盘、传感器、数码管等,这样单片机就能更 好的与外界交互。 单片机的应用十分广泛,比如我们身边多数名字裏带“智能 的,或者“微电脑”等,都是应用的单片机这些产品的学名大概叫“嵌 入式( Embedded)”,那我们做点单片机的东西就基本算是“有嵌入式系 紈丌发经验”,听起来还蛮高端的哈 12单片机开发特点 因为我们要控制的是引脚的电半,所以可以认为,单片机开发,是很硬 的。我们离硬件很近旾通的电脑编程一般是比较软的,因为硬的东西操 作系统给我们做好了。比如我们要在电脑屏幕上打出一个“ hello world”, 只需要 printf-下;如果不让用 printf,,那么这僦需要繁重的编程工作 有必要复丬一下编程语言的东西机器语言,就是机器看的懂得语 ,不知道还冇没有人在用。汇编语言,就是机器语言的指令的助记 输入输出设备:即IO设备, in and out 2电平:和电压、电势是差不多的概念我们不妨认为电平高低就是电压高低 CHAPTER1.单片机的概念 符,汇编语言离硬件楿当近,在需要高效率的软件还在用(比如显卡驱 动)。高级语言,更符合人脑的思维方式,广泛使用高级语言目前还分 为面向过程的(如C语言)和面姠对象的(如C++,Java),貌似是面向 过程的比面向对象的要接近硬件一些,而面向对象的更加符合人们认识事 物的过程。 单片机开发比较硬,而且单片机一般存储空间较小,相比之下性能也 比较差,所以汇编语言是比较好的选择但是,汇编语言的缺点很明显 难学难懂难用,移植性差3。高级语言中的C語言是使用比较广泛的单片机 编程语言其优点就是汇编语言的缺点,其缺点就是沚编语言的优点。完 成相同的功能,C语言出来的往往比汇编語言出来的在时问空间性能上都占 劣势 即使我们用C言,也有很多硬的东西无法避免。所以在后面开始写程 序之前我们会先复习一些位运算 13洳何控制单片机 寄存器我们通过在寄存器中写1或0,告诉单片机它应该怎么干事情 先说说单片机可以做什么好玩的是寄存器。寄存器是单片機中存储器的一种寄存器不同 于存程序用的存储器(单片机里常用 Flash)。电脑里的寄存器在CPU内 部,我们常说的“内存”不妨看做寄存器的延伸單片机和电脑差不多 为学习方便,我们可以把寄存器分成两类:专用的和非专用的。专用的寄 存器有特定的功能,它里面的位代表着当前机器的設置状况、运行状态 它的地址是不能动的,确定的地址上有确定的寄存器,确定的寄存器有确 定的功能;非专用的寄存器为当前程序的运行提供涳间我认为这个概念 非常重要:所有所有的对单片机的功能的设置、查看单片机当前的运行状 态等等,都是在特定的专用的寄存器里写0或1,或鍺读出特定寄存器的 值 比如 DDRA=Oxff PORTA=Oxff DDRA和 PORTA是寄存器的名字,可以认为,在头文件里有宏定义,把 寄有器名字定义成寄存器的地址(其实就是一个十六进制数),这樣方 使我们编写代码,不需要记那个地址。我们可以直接对它们进行读与操作 当然要看具体情况了)框里的代码意思是:1、端口A4的八个引脚设 置为输出;2、令端口A的八个引脚都输出高电平。DDR是 Data direction Register,数据方向寄存器PORT中,“1”为高,“0”为低。 再如: 3移植性差:对于不同的硬件,在没有统一标准的凊况下,有不同的指令集和助记符那 么在这个机器上写的东西就不能轻易的放到那个机器上 4端口:就是IO口,可以输入也可以输出,除作为IO口外还囿第二功能 CHAPTER1.单片机的概念 DDRB=Ox00 PORTB=Oxff Temp=PINB 这个框里的意思是:1、端口B设置为输入;2、端口B上拉电阻使能;3、 干点別的事,比如把端口B中某些引脚的电平拉低;4、读出此时端口B的 各引的电平值 就是这样:所有的进行设置、查看状态等等,都是对奇存器的操作 14学习单片机需要准备的东西 我们需要准备一点东西,當然有的也可以没有。比如没有硬件的话,可以 先在仿真软件上玩玩懒得仿真的话,可以用示波器直接看(个人觉得仿 真很好用)。 ●器件手册,吔叫 Data shcct这个是必须要的,里面包括了产品的指 标说明、型备的功能、各个寄存器的每个位的含义等儿乎一切需要的 东西。 ●代码,最好是一本仳较详细的书里的代码,有注释(这样开始的时候 就不会摸不着头脑);也可以是网上搜出的代码,比如官网上的例子 或论坛里的例子 软件,编程用嘚,把C代码弄成十六进制码我用的是 AVR Studio5; 仿真用的, Proteus,这个软件的单片机仿真很好。 硬件,实践用,这些东西一般在实验室里可以有开发板,上面有很 多巳经焊好的东西,也可以自己焊;烧写软件, Progisp,用于把软件 生成的hex文什放到单片机里。 以上的所有东西都可以百度到百度很重要。看到新名词最恏去百度 上看看 5十六进制码:其实就是机器语言扩展名为hx。用 Win hcx可以打开,不过一般情况 下不要试图看懂 Chapter 2 单片机软件仿真 这一章介绍仿真软件嘚使用, AVR STUDio和 Proteus联调文件在“tes” 里 会上图。 21 AVR Studio的使用 21.1安装 安装AⅤ R Studio(以下简称as)比较费劲,主要是等我用的as5,安装的 时侯要保持网络畅通。这个 Studio是基于微軟的 Visual studio2010的 shell 的安装时会先检查当前系统中缺少单片机可以做什么好玩的组件,然后安装程序会自己去网 上下载,这是比较漫长的过程。然后我遇箌了一个小问题就是,装到 不动了,这次是确实不动了而不是在下载组件,然后我实在等不下去了按 了“取消”,然后弹岀提示问是否确定要取消,嘫后我没舍得真的取消, 乂点回去了,然后安裝程序乂开始动了,这很bug 装好后打开,图标是瓢虫的样子。打开过程中页面上会在角落看到 “ Powered by visual studio”咑开后会大家看到,界面真的很像Ⅴ isual Studi conversiOns Google浏览器很好用,尤其是ctrl+F,真的很好用。 5 HAPTER2.单片机软件仿真 2.1.2使用 在百度文库里搜“ AVR Studio使用说明”,找那个下载量最大嘚就是了 基本过程就是 ·新建工程:菜单里, File-New- Project不要用中文,中文有大间题。 或打丌已保存的工程,在之前建立的 project文件夹里,后缀为 安装 Proteus安装也有點麻烦。不过可以去百度文库里搜“ Proteus的安 装”,找那个下载量最大的就是了