八个步骤轻松学会单片机基础与应用

嵌入式工程师需要了解单片机基础及应用，单片机学习主要是它的硬件结构、内部资源与外设的应用。同时需要掌握C语言及汇编语言中的各种功能初始化、开、关以及各种功能函数的编写与调试，虽然掌握的量可能不是很多，但是也属于必修技能。

单片机数字I/O应用

首先，从最早遇到的数字I/O的应用开始

数字I/O刚接触可能不太好理解，在典型应用中，跑马灯是数字I/O最为典型的应用，所以很多人学习它最初就是通过跑马灯。LED开关控制是通过单片机I/O引脚位置位或者清理进行的，字面意思看着挺简单，却涉及数字电路逻辑功能，数字I/O可以说是最早让学习者懂得编程思想的实验。要想让I/O引脚具备输入输出功能，需要对单片机寄存器进行配置，以初始化I/O引脚。

而前面提到的单片机内外功能使用，则是通过对寄存器进行设置、初始化，这也是单片机编程特点。单片机编程小的系统几个函数就可以搞定，多点十几行程序，总之与程序员一样，需要耐心。

RS-232串行接口插头

个人计算机上的一个接口——RS-232串口通讯

由于单片机有一个叫UART的接口，想要将单片机与PC进行通讯，需要使用一个RS-232的电平转换芯片才行，不只是因为单片机通讯方式老，两者的电平逻辑也不一样。

UART接口是我们学习单片机后对“接口”概念的初步认识，学习UART接口不仅是为了理解单片机与PC间的信息交换，同时也能够学习到较为简单的通信协议等。

51单片机定时器仿真

定时器应用——时序逻辑电路

时序逻辑电路可以通过学习定时器使用来利用单片机实现。不要看接触时序逻辑电路较早，它的应用非常的广泛，不管在工业还是在军事等其他领域，让开关间隔几秒开关一次是非常重要的。当然，我们可以通过多种方法来实现这一方案，如普通数字集成电路、PLC、CPLD及FPGA等方法，选择单片机是由于它最简单且最为经济实用。

敲黑板:定时器作为单片机内部资源最重要应用，是实现逻辑与时间控制的基础。

单片机控制流程与中断处理程序流程图

单片机的中断程序

程序循环执行可以说是单片机的特点同时也是弊端，程序执行需要执行时间，当过了时间点程序没有被执行 则该程序相应动作就不会触发，导致许多快速发生的事件被忽略，例如方波频率检测的上升沿，于是就有了中断。有了中断程序，当单片机在执行指令时，会先执行中断程序，当中断程序执行完才会执行正常程序。中断机理其实就是打开关闭跟屏蔽的时机，单片机该如何配置去中断某些程序，总之，都是需要实践去学习积累的。

当你学会中断后，就可以尝试去编写复杂的单片机程序，比如闪着小LED灯的同时扫描按键，再一边传输数据，简单的说，中断可以让单片机“吃着碗里看着锅里”，如果以上四点你都已经学会，那么恭喜你，根据传说中的8020定律，你已经学会了80%。

SPI接口结构图

外部扩展接口——I2C、SPI通讯接口

一款单片机的内部资源是较少的，利用接口进行外部扩展是最普遍的方法，如I2C、SPI通讯接口。I2C及SPI作为典型的EEPROM及SD卡读写实验，是串行通讯接口的基础实现。

单片机PWM调光电路图

单片机的比较、捕捉及PWM功能

该功能其实主要是为了更好的让单片机适合电机控制、信号监测、能够实现电机的速度及步长调节功能。其实PWM波现在也被用来调节LED灯光的主要方法，在接触PWM的时候已经初步接触模拟电路了。

最简单的电压表实验——A/D模数采集

目前的单片机都会自带多通道A/D模数转换器，通过转换器从而获取模拟量、电压、电流等信号。在学习该功能过程中需要区分模拟地跟数字地，还有参考电压、采样时间跟转换速率等概念。

TCP/IP协议模型图

各种协议接触——USB接口、TCP/IP协议、工业总线

USB死目前单片机最主流的通讯协议，也叫下位机与上位机高速通讯接口;而TCP/IP相信很多人都知道，这是互联网使用的通讯协议;工业总线其实就是工业控制各模块的通讯协议。

单片机的学习大致可分为以上八点，其实有几个在初学者刚接触时是不会用到，但是这些在以后都会应用在项目中去，从而集成单片机固件。

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