如何学好单片机

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把这几个功能学透，你就掌握了单片机
单片机的学习绝不仅仅是对一项知识的掌握。想要学好单片机，需要从硬件结构、内部资源、外设应用等几个方面多方位入手。而要想成为一名嵌入式工程师，就要对单片机的基础非常熟悉，并且掌握C语言当中各个功能的初始化、启动、停止各类函数的编写调试。那么想要掌握单片机需要从哪几个方面入手呢？
1. 数字I/O的应用
在大多数的单片机实验中，跑马灯实验正是数字I/O的典型应用，也是跑马灯的实验被安排第一个的原因。通过将单片机的I/O引脚位进行置位或清零来点亮或关闭LED灯，虽然简单，但是这就是数字电路中的逻辑功能。数学I/O应用的实验还有按键实验，当按下某键时，某LED灯被点亮。数字I/O实验教会我们单片机的编程思想，必须首先对单片机的相应寄存器进行配置，以初始化I/O引脚，这样才能使该引脚具备数字输入与输出功能。单片机的一个内置或外置功能的使用，就是对该功能相关的寄存器进行设置，初始化，而这便是单片机编程的特点。少则4、5个函数搞定，多则十几行程序，要有耐心，别怕麻烦，所有的单片机都是这样。
2. RS232串口通讯
单片机都有UART接口，这个简单、古老的通讯方式可以与我们PC机的RS232接口直接连接通讯，当然，因为它们两者电平逻辑不同，必须要使用一个RS232电平转换芯片才能与PC机连接，例如Max232芯片。
UART接口的使用是非常重要的，通过这个接口，我们可以使单片机与PC机之间交换信息，“接口”概念的学习也便由此引入。使用UART接口也会学习到目前最为简单与常用的通信协议等知识。对于无法在线调试的单片机，也可以通过PC机的串口调试软件来监视到单片机实验板的数据。
3. 定时器的使用
学会定时器的使用，就可以利用单片机来实现典型的时序逻辑电路。时序逻辑电路的应用是最强大、最广泛的。例如，在工业的控制中，我们让某个开关每隔1秒钟打开与关闭一次。这个方案可以通过普通的数字集成电路实现，也可以通过plc来实现，也可以通过CPLD或FPGA来实现，但是只有单片机的实现是最简单，成本也是最经济的。定时器是单片机内部资源里最为重要的一个，更是逻辑与时间控制实现的基础。
4. 中断
在单片机软件设计架构中，一段程序循环执行是其一个特点，也是一个弊端。每个操作指令的执行都需要一定的执行时间，如果程序没有执行到该指令，则该指令的动作就不会触发，这样就会忽略许多快速发生的事件，例如方波频率检测的上升沿。针对在单片机程序正常运行时能够对外部事件立即做出响应而设计了中断功能。当中断功能执行时，单片机优先处理中断程序，当中断处理完成后，再回到单片机的正常程序执行中。中断的机理是比较容易理解的，但是什么时候打开中断，什么时候关闭、屏蔽中断，需要如何配置才能使能中断的某些功能，中断里要执行哪些程序，这些程序的要满足哪些要求就需要花些时间去理解与实践了。中断学会后，就可以编写复杂结构功能的程序，可以一边闪着小LED灯，一边扫描着按键，一边发送着数据，也可以干着多个事情……比如，中断功能可以使单片机吃着碗里的，看着锅里的。根据传说中的8020定律，如果掌握了上面提到的这四步，那么就说明已经学会单片机80%的内容了。
5. I2C,SPI通信
单片机系统毕竟资源有限，而利用I2C、SPI通讯接口进行扩展外设是最常用的方法，也是非常重要的方法。这两个通讯接口都是串行通讯接口，典型的基础实验就是I2C的EEPROM实验与SPI的SD卡读写实验。
6. 比较、捕获、PWM功能
比较，捕捉与PWM功能可以使单片机更加适合电机控制，信号检测，实现电机速度与步长的调节。PWM波现在又是LED调光的主要手段。这里已经初步接触了数字电路里的模拟电路部分。
7. AD模数采集
单片机目前基本都自带多通道A/D模数转换器，通过这些A/D转换器可以单片机获取模拟量，用于检测电压、电流等信号。学习时要分清模拟地与数字地，参考电压，采样时间，转换速率，转换误差等重要概念。这一步学会了数字电路控制模拟电路部分，而最简单的A/D模数转换器就是电压表实验。
8. 学习USB接口、TCP/IP协议、工业总线
目前主流的通讯协议为：
USB协——下位机与上位机高速通讯接口；
TCP/IP——万能的互联网使用的通讯协议；
工业总线——诸如Modbus，CANOpen等工业控制各个模块之间通讯的协议。这些都会应用在未来的项目里，集成入单片机里的固件，并且也是当前产品开发的一个发展方向。

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单片机学习是很难的，不能速成，你必须承认这一点，有些号称能帮你从入门到精通，那些大多都是牛皮膏药，基本上讲的都是些入门的东西，市面上的讲单片机的书本内容基本上八九成是一样的。学习单片机的视频，八九成一样，不同的人讲的，主讲人的水平高低不同。

而正真高深的单片机程序处理，你在网上基本上找不到，偶尔能有那么一两个高手把自己的一点点心得分享出来，也许你半天都不能领悟其真谛。

正真的高手是这么炼成的？唯有自己日积月累，不断坚持、思考读成熟的程序，加上自己对程序的悟性，等到2到3年方可有所造诣。

1、首先我们来谈谈C 基础，单片机程序开发，基本上用的是C 语言，你的 语言学的怎么样了，对于关键词的使用是否已经融会贯通了，对于语法规则是否已经掌握。这是一门实践行的知识，没有实践你的C 语言等于0，他的功能可不是书上那些例子，输个数做个加减乘除把结果输出。利用他的关键字及语法规则，勾画出无限的生产力。对于C 语言的基础知识你要达到那种水平了，当你的想法出现的时候，功能要求已有，你能立刻用C 语言描绘出来。C 语言只是工具，实现我们的想法的工具，对于工具的使用要信手拈来，例如：把一个字节数据高底位一一兑换、把脉冲数转换为时间及检测出按键的连续两次按下等等，看到问题的时候具体的实现代码在老海呈现了没。

2、工具用熟了以后，我们该学习什么了了？对语法熟练以后就应该重点学习程序设计的方法，请大家分清两个概念，C 语言只是工具，会C 语言并代表你会设计程序，程序设计能力可分为，首先是能将复杂的功能要求拆分为若干个细小功能，用C 语言描述实现，再将这些小功能用你的C 语言工具串起来组成我们所需要的复杂功能。整个过程下来C 语言都只是实现你想法的工具。看到这里你是否还敢用“玩”、“精通”来形容单片机吗，当真正进入单片机殿堂的时候你会感觉这是一个浩瀚无边的宇宙，你会越发感觉自己的渺小，只有更好，没有最好。

总结几点个人的学习的经验：

C语言与程序设计的学习是相辅相成的，他们共同进步，就如同你的两只脚，谁都不能超过谁很远。学习单片机之前请先学习C 语言，请不要相信什么零基础也能学好，至少20天，要把基础知识掌握，在进入单片机学习，视频网上一大把，学会操作基础模块，在这个阶段你可以在网上寻找知识学习，将你开发板的模块程序都练一遍。

当你开发板学完了， 这个时候该这么办了，这就是我今天重点要的。

如果你就是浅尝辄止，那么你可以说自己入门了，如果你想有所造诣那么你还远着了，对于走过了这个阶段以后，我对我的学生的要求就是“背程序”，就如同别人学习英语背文章增强语感。我说所的“背程序”，并非死记硬背，属于一种重复强化训练，围绕几个主题，①、按键读取；②、数码管显示（重复计算显示代码） ；③、LCD1602液晶显示；④、AT24C02读写；⑤、DS1302读写；⑥、D S18B20读写。每个项目从建工程到下载成功在20分钟以内，最好练到在10分钟左右。对于代码需要精简而又有内涵，当你做好以后能增强你的语感及常规程序设计能力。最后以同样的方式训练一个综合项目——多功能数字钟，这个项目可能需要一个上午才能做好。这个过程的目的很简单，增强C 语言工具的使用能力，在单片机编程这块，对于基础模块的程序设计能力，完成从感觉自己什么都懂，可要写点什么东西时又不知如何下手到实现一些简单功能程序能迅速写出来的转变。这个方式枯燥乏味但是效果还可以，可以借鉴借鉴。

完成了上述工作，紧接着多练习综合项目，这个时候这能靠自己，学程序没有别的，只能多练，多想。用你的开发板编写：计算器、电子日历、电子密码等各类能把你开发板上的资源综合起来用的程序。假想就是在做项目，要对自己提出苛刻的功能要求，切记不多说差不多了，要做到完美。

再往下走，完美要回过头学习单片机原理，去学习汇编，学习单片机的运行原理对你编程有极大的帮助，再把你的C 语言书拿出来，细细的看前几章节，是时候该去看看指针了。在程序中简单的使用指针。

就这样往下练吧，估计至少得年吧时间。

再往下走，你应该去研究指针了，将指针应用到你的程序当中，它可以给你解决以往你所遇到的很棘手的问题。

讲到指针，该想到结构体了，我们应该去学习链表了，我们要将简单数据结构应用到单片机了。这个期间你如果能去学习在操作系统上的编程是很有必要的。如在VC 上做简单功能界面，Linux 系统编程。这可以让你看看别人优秀代码，从中吸取经验，就算看不到源代码，也可以从别人的函数所具备的功能上思考的自己的函数设计，改善自己的函数，我的很多函数功能设计方式就是这么来的。

差不多又是一年时间过去了。真心希望你坚持下来了，到这个时候你基本上已经能独立解决很多问题了。

这个时候我们该去学习什么了了，该去学习“易经经”——C 语言描述数据结构与算法分析。在程序的世界里，它就是最高的内功心法，能在里面学的一招半式，就可以行走江湖了。这本书目前我也只是研究过几个章节，在这里面你会看到操作系统的具体实现，文件系统的设计思想等等，各类大型程序设计设计思想。