單片機設計經(jīng)驗技巧精華集錦（六）

　　51單片機一個(gè)顯著(zhù)優(yōu)點(diǎn)就是指令執行時(shí)間固定，因此可以適應時(shí)序要求嚴格的場(chǎng)合。例如符合ISO7816協(xié)議的cpu卡的讀寫(xiě)，對時(shí)序要求比較嚴格。其實(shí)就是用io腳做出來(lái)的同步半雙工串口。支持cpu卡的程序一般比較龐大，需要用c51來(lái)組織，但是由于c編譯的不確定性，必須把底層程序封裝成匯編語(yǔ)言模塊嵌入到工程中。這就帶來(lái)幾個(gè)問(wèn)題：如何聲明函數、參數如何傳遞等。限于篇幅，不能說(shuō)得很細。下面舉例：

　　匯編程序單獨保存一個(gè)文件，加入到工程中，函數如下：

　　_proc_a：

　　mov a， r7

　　inc a

　　mov r7， a

　　ret

　　用c語(yǔ)言在.h文件中聲明： extern unsigned char proc_a（unsigned char val）;

　　調用時(shí)形如： retvalue = proc_a（0x11）;

　　說(shuō)明：

　　a：匯編程序如果帶參數，則需要在匯編程序前多加一個(gè)下劃線(xiàn)。而聲明它的地方不用加（偉福編譯器這么要求的）。

　　b：函數的形參中第一參數用R7傳遞，函數返回值用R7返回，這是C51的通用規范。其他參數都有相應規定。函數可以返回一個(gè)位，用psw的c位返回。

　　c：上面的語(yǔ)句，執行順序是把0x11給R7，然后跳轉子程序，子程序將它加1后送回。

　　d：函數跳轉到匯編程序時(shí)，本區的R0-R7，A，B，PSW，DPTR等寄存器可以供子程序使用，不必考慮調用后是否要恢復這些常規資源。上例中，A的值被函數使用了，編程者不必恢復調用前的值。

　　3：51單片機的P0口特殊之處

　　許多新手都碰到這個(gè)問(wèn)題，其實(shí)很簡(jiǎn)單，這涉及到芯片的io腳是怎么做出來(lái)的。這對硬件工程師來(lái)說(shuō)十分重要。TTL的io腳模型：

　　P1，P2，P3口都可以理解成左圖，注意vcc下面有個(gè)電阻，因此可以理解成：引腳輸出1的能力弱。地那邊沒(méi)有電阻，可以理解成引腳吸入電流能力強。而P0口，可以理解成右圖。這就是集電極開(kāi)路輸出，也叫OC輸出?？梢钥闯?，當CTR=1時(shí)，三極管導通，引腳被接地;當ctr=0時(shí)，三極管截止，引腳浮空，也叫三態(tài)。這個(gè)端口這么做的目的是考慮P0口肩負讀寫(xiě)數據和地址復用，這個(gè)關(guān)系要仔細看懂cpu時(shí)序圖。因此，P0口要加合適的上拉電阻，絕不要加下拉電阻。上拉電阻的選擇要看外部負載情況。

　　4：P1-3口如何輸入輸出

　　從上節的左圖可以看出。做輸出時(shí)，ctr=1則輸出強信號0，ctr=0則輸出弱信號1。當io腳做輸入時(shí)，應使ctr=0，這樣三極管截止。外部信號如果是1，則上拉電阻加強了這個(gè)1，單片機就會(huì )讀到1。當外部信號為0時(shí)，注意，必須將上拉電阻的上拉作用全部抵消，才能在引腳上得到0。

　　因此，對于程序來(lái)說(shuō)，把io腳置1就處于接收狀態(tài)，當然也是輸出1狀態(tài)。程序置io口為1，讀取的信號是不是1就依靠外部電路了，如果外部電路沒(méi)有“吃掉”上拉電阻的電流，則讀取得到1，反之，雖然程序置io腳為1，但是讀取得到的就是0。

　　因此，如果用io腳的高電平驅動(dòng)外部電路時(shí)，要小心外部電路把這個(gè)1“吃掉”從而輸出不了1。而作為輸入時(shí)，為0電平的外設必須足夠有能力將io腳拉低。所以，用io腳直接點(diǎn)亮led的時(shí)候，最好用反邏輯，就是輸出0，讓led亮。這樣能保證驅動(dòng)能力。就是io腳接led的負端，led的正端過(guò)電阻接vcc。

　　因此，io腳輸出1時(shí)，外部電路將它強行接地是沒(méi)有關(guān)系的，而io腳輸出0的時(shí)候，外部電路強行接電源就會(huì )把io腳損壞。所以，程序加電之后，一般把所有io口都寫(xiě)成1：MOV P0，0FFH。

　　P3口引腳復用，必須引腳都處于輸出1狀態(tài)。例如，把RXD腳輸出0，則它什么數據都讀不進(jìn)來(lái)了，筆者早期曾調試一整天才發(fā)現串口收不到數據是沒(méi)有把RXD置1的原因，把時(shí)間都浪費在外圍了，當時(shí)很是汗顏。

　　5：有關(guān)晶振

　　單片機的晶振在內部可以簡(jiǎn)化成一個(gè)反向器。當晶振輸入腳XI剛過(guò)坎壓、被認為是1的一瞬間，輸出腳XO就輸出0，這個(gè)0會(huì )帶動(dòng)晶振使XI電壓下降，當降低到坎壓被認為是0的一瞬間，輸出腳XO就輸出1。這樣周而復始。

　　因此，用示波器觀(guān)察正常工作的晶振輸入腳XI時(shí)，得到的是一個(gè)不高不低的近似水平線(xiàn)。而XO則是幅值很大的正弦波。測量晶振輸入腳XI時(shí)，示波器表筆要打在X10檔上，否則，表筆就能把晶振弄停。

　　因此布線(xiàn)時(shí)，晶振輸入腳XI要盡量靠近晶振，而XO腳可稍遠。同時(shí)XO具有一定的驅動(dòng)能力，某些芯片可以用它驅動(dòng)其它時(shí)序電路（不推薦這么做，因為系統可靠性下降）。

　　寫(xiě)到這里，才發(fā)覺(jué)51單片機的問(wèn)題太多了，這篇文字簡(jiǎn)直就是滄海一粟。以后再補充吧，另行成文。

　　四、單片機經(jīng)驗之談

　　一、前言

　　很多單片機初學(xué)者在與我交流的時(shí)候總是的一句話(huà)是我現在是單片機初學(xué)者，我怎樣才能更快的學(xué)好單片機，學(xué)習單片機有市場(chǎng)不，對于這個(gè)問(wèn)題現在就我自己如何學(xué)單片機，如何入門(mén)，如何熟練，整個(gè)過(guò)程談?wù)勛约旱南敕?。先說(shuō)說(shuō)單片機，現在用的比較多的的MCS-51的單片機（但是考慮到成本及引腳資源在實(shí)際開(kāi)發(fā)中用的單片機型號不一），它的學(xué)習資料非常多，且學(xué)習成本非常低，如果你聽(tīng)說(shuō)企業(yè)里用的是什么什么芯片，但是不知道，你問(wèn)過(guò)沒(méi)有，那個(gè)仿真器需要多少錢(qián)，51單片機對于智能控制入門(mén)來(lái)說(shuō)是非常好的，一線(xiàn)下載程序，ARM太神秘，PLC太高貴，想來(lái)想去還是51。那怎樣才能更快更好的學(xué)好單片機呢？單片機這門(mén)課是一項非常重視動(dòng)手實(shí)踐的科目，而且單片機也是一門(mén)集計算機編程與電子技術(shù)為一身的學(xué)科，如果你是單片機高手，那么說(shuō)明你也是計算機編程和電子技術(shù)高手。

　　二、學(xué)習單片機時(shí)候一定要看書(shū)

　　不能總是看書(shū)，但是學(xué)習它首先必須得看書(shū)，那這不很矛盾。因為從書(shū)中你需要大概了解單片機各個(gè)功能寄存器（比如引腳控制寄存器、定時(shí)、中斷、串口相關(guān)寄存器），控制單片機的核心是用程序去控制單片機的各個(gè)功能寄存器，給寄存器賦值二進(jìn)制數據0或者1，這樣一來(lái)對于引腳寄存器單片機可以根據二進(jìn)制數據0和1輸出高低電平控制外部設備，對于內部資源寄存器，單片機也通過(guò)二進(jìn)制數據0和1使用單片機內部的功能。比如單片機引腳寄存器P1，語(yǔ)句P1=0xfe;（MOV P1，#0FEH）。說(shuō)明現在控制單片機P1口的第一個(gè)引腳輸出低電平，其他引腳輸出高電平。比如中斷中斷允許寄存器IE，語(yǔ)句IE=0x81;（MOV IE，#81H） 則說(shuō)明控制中斷打開(kāi)總開(kāi)關(guān)和外部中斷0的子開(kāi)關(guān)。至于看書(shū)，只需大概了解單片機各管腳、各個(gè)特殊功能寄存器都是干什么的？能實(shí)現什么樣的功能？這個(gè)非常重要，這也許是看書(shū)的最主要的目的。第一次，第二次你可能看不明白，但這不要緊，因為還缺少實(shí)際的感觀(guān)認識。通過(guò)接下來(lái)的實(shí)驗就可以非常感觀(guān)的認識，在這個(gè)過(guò)程一定要花時(shí)間，學(xué)習程序不能硬背，但是學(xué)習寄存器一定要下功夫，理解他的功能所在。推薦一本書(shū)，就這一本就足夠了，書(shū)名是《例說(shuō)8051》有匯編語(yǔ)言和C語(yǔ)言版本的，非常強悍的一本書(shū)，但是我用一個(gè)五一放假的時(shí)間看完了這本書(shū)，看完后，覺(jué)得自己已經(jīng)是單片機高手了。書(shū)中圖文并茂，內容安排緊張有序，并非市面上很多說(shuō)教的技術(shù)文檔式的書(shū)，什么學(xué)完概念，學(xué)指令，學(xué)完指令學(xué)接口，學(xué)完接口才知道，原來(lái)學(xué)習單片機是學(xué)天書(shū)。根據書(shū)本的安排循序漸進(jìn)的看完前兩章，然后一定是實(shí)踐，一定是實(shí)踐啊，這是非常關(guān)鍵的一步，在戰場(chǎng)上上紙上談兵的列子很多，在學(xué)習單片機也一樣，很多相關(guān)專(zhuān)業(yè)的研究生甚至博士生直到畢業(yè)都不清楚單片機的IO口的分布，不知道分布談何說(shuō)開(kāi)發(fā)呢？更有一些所謂的單片機高手只停留在編程，以為了買(mǎi)了一塊高級學(xué)習板，練習完了里面所有的程序，感覺(jué)自己排第二沒(méi)人敢拍第一，覺(jué)得下一步不知道如何學(xué)習單片機了。殊不知，他們中的很多人到最后單片機LED的電阻加多大都不清楚更不用說(shuō)單片機的引腳分布，你說(shuō)，如果這樣去開(kāi)發(fā)那不是“草菅人命”啊。不是紙上談兵是什么啊。

　　三、學(xué)習單片機準備什么所以??？

　　學(xué)習單片機看書(shū)不夠，實(shí)踐也要從實(shí)際出發(fā)，現在的技術(shù)太模塊了，什么都可以模塊，模塊的到最后，技術(shù)人員都成了只會(huì )用了，祖先的留下的知識，基礎的知識該知道還是一定要知道的啊。 畢竟學(xué)習單片機的最終目的是開(kāi)發(fā)，是通過(guò)創(chuàng )造智能控制的實(shí)物，體現自己的價(jià)值。關(guān)于實(shí)踐有兩種方法可以選擇一種方法：購買(mǎi)一塊51單片機的實(shí)驗板，不要求功能太的，對于初學(xué)者來(lái)功能非常多的那種板子，上面有很多東西你這輩子都用不著(zhù)，更有實(shí)驗板為了增加功能，降低