單片機設計經(jīng)驗技巧精華集錦（五）

　　用AVR單片機的高速AD檢測功能能實(shí)現簡(jiǎn)單的語(yǔ)音識別。聲音信號被駐極體電容話(huà)筒接收后送至LM386音頻功放芯片放大和過(guò)濾后送至單片機AD轉換口，單片機對音頻信號幅值采樣轉化為一組數字，然后對這組進(jìn)行取方差運算，得出一個(gè)特征值，該特征值可以用于簡(jiǎn)單的語(yǔ)音識別。比如你發(fā)一個(gè)“e”，方差應該比較小，如果你發(fā)“p”爆破音，方差應該較大。當然，如果你用更復雜的數據處理，會(huì )得到更好的識別效果。本設計使用了2路聲音信號，目的是讓單片機判斷出聲源的大體方位。

　　D 超聲波測距

　　用AVR的1個(gè)IO口輸出40KHz信號送至超聲波發(fā)射電路，當超聲波遇到障礙物返回后，被超聲波接收頭接收，信號經(jīng)CX20106A解碼芯片處理，得到一個(gè)低電平脈沖，用該脈沖引發(fā)AVR單片機中斷，AVR通過(guò)檢查發(fā)波和收到回波之間的時(shí)間差即可算出障礙物距離。

　　E 電機驅動(dòng)

　　本設計采用2片LG9110電機驅動(dòng)芯片驅動(dòng)兩臺直流減速電機。LG9110輸出最大電流為800mA，僅需要2條控制線(xiàn)與單片機IO口直接相連即可控制一臺電機正反轉或者停止。LG9110僅有8個(gè)引腳，使用非常方便。

　　F 讓機器生命更聰明

　　我的這個(gè)機器生命設計方案能實(shí)現最酷的效果是：白天，陽(yáng)光明媚，機器生命跑到陽(yáng)光底下曬太陽(yáng)，太陽(yáng)光會(huì )隨著(zhù)時(shí)間變化，機器生命能自動(dòng)跑到最合適的位置享受日光浴。到了晚上，機器生命會(huì )找個(gè)安靜的地方閉目養神，等待明天太陽(yáng)升起。你可以訓練機器生命，讓它知道自己的名字叫什么。比如你叫著(zhù)它的名字，同時(shí)站在它面前用強光照射它的太陽(yáng)能電池板，如此反復訓練，會(huì )使機器生命聽(tīng)到自己名字后向聲源方向跑去，在距離聲源一定遠處停止，因為以往這樣做它都能享受強光照射并充電。這就如同真正的寵物狗，你叫它名字它就跑到你跟前希望能獲得食物。這一切都是完全能夠實(shí)現的，關(guān)鍵就在于編程序實(shí)現它。

　　G 想象無(wú)極限，你的機器寵物將無(wú)所不能

　　以上方案中，ATmega16的功能被發(fā)揮到極致，以至于沒(méi)有空閑的IO口，系統不能再擴展了。如果你用ATmega128單片機做，那么它擁有53個(gè)IO口，30多個(gè)中斷，128Kb的程序存儲器，4Kb的RAM，使得你能編寫(xiě)更復雜的程序、儲存更多的動(dòng)態(tài)數據、連接更多的外設，你的機器生命將變得非常有生命力。比如加入三軸加速度傳感器、地磁傳感器、GPS定位、雨水傳感器甚至攝像頭、無(wú)線(xiàn)通信模塊等，重新設計一個(gè)堅固和強勁的底盤(pán)，你的機器生命就可以在室外自由探索了。

　　以上芯片外設來(lái)源說(shuō)明：在淘寶上購買(mǎi)很容易

　　底盤(pán)：340元的高級履帶式1：16電動(dòng)坦克模型

　　加速度傳感器、地磁傳感器：美國AD公司的40元ADXL330加速度傳感器

　　GPS定位：幾十元的車(chē)載外置GPS天線(xiàn)

　　最后，我想說(shuō)，機器人是非常好玩的，只要你有想象力，有毅力，努力研究實(shí)踐就能創(chuàng )造奇跡。

　　二、工程師分享的單片機學(xué)習步驟

　　有了單片機學(xué)習板之后你就要多練習，把學(xué)習板和電腦連好，打開(kāi)調試軟件坐在電腦前，先學(xué)會(huì )怎么用調試軟件，然后從最簡(jiǎn)單的流水燈實(shí)驗做起，等你能讓那八個(gè)流水燈按照你的意愿隨意流動(dòng)時(shí)你已經(jīng)入門(mén)了，你會(huì )發(fā)現單片機是多么迷人的東西啊，太好玩了，這不是在學(xué)習知識，而是在玩，當你編寫(xiě)的程序按你的意愿實(shí)現時(shí)你比做什么事都開(kāi)心，你會(huì )上癮的，真的。做電子類(lèi)的人真的會(huì )上癮。然后讓數碼管亮起來(lái)，這兩項會(huì )了后，你已經(jīng)不能自拔了，你已經(jīng)開(kāi)始考慮你這輩子要走哪一行了。就是要這樣練習，在寫(xiě)程序的時(shí)候你肯定會(huì )遇到很多問(wèn)題，而這時(shí)你再去翻書(shū)找，或是問(wèn)別人，當得到解答后你會(huì )記住一輩子的，知識必須用于現實(shí)生活中，解決實(shí)際問(wèn)題，這樣才能發(fā)揮它的作用。另外我再說(shuō)說(shuō)用匯編和C語(yǔ)言編程的問(wèn)題。很多同學(xué)大一二就開(kāi)設了C語(yǔ)言的課 ，我也上過(guò)，我知道那時(shí)天天就是幾乘幾，幾加幾啊，求個(gè)階乘啊。學(xué)完了有什么用？讓你用C語(yǔ)言編單片機的程序你是不是就傻了？書(shū)上的東西我們必須要會(huì )運用。單片機編程用C語(yǔ)言或匯編語(yǔ)言都可以，但是我建議用C語(yǔ)言比較好，如果原來(lái)有C語(yǔ)言的基礎那學(xué)起來(lái)會(huì )更好，如果沒(méi)有，也可以邊學(xué)單片機邊學(xué)C語(yǔ)言，C 語(yǔ)言也挺簡(jiǎn)單，只是一門(mén)工具而已，我勸你最好學(xué)會(huì )，將來(lái)肯定用得著(zhù)，要不你以后也得學(xué)，你一點(diǎn)匯編都不會(huì )根本無(wú)所謂，但你一點(diǎn)C語(yǔ)言都不會(huì )那你將來(lái)會(huì )吃苦頭。匯編寫(xiě)程序代碼效率高，但相對難度較大，而且很羅嗦，尤其是遇到算法方面的問(wèn)題時(shí)，根本是麻煩的不得了，現在單片機的主頻在不斷的提高，我們完全不需要那么高效率的代碼，因為有高頻率的時(shí)鐘，單片機的ROM也在不斷的提高，足夠裝得下你用C語(yǔ)言寫(xiě)的任何代碼，C語(yǔ)言的資料又多又好找，將來(lái)可移植性非常好，只需要變一個(gè)IO口寫(xiě)個(gè)溫度傳感器的程序在哪里都能用，所以我勸大家用C語(yǔ)言?？偨Y上面，只要你有信心，做事能堅持到底，有不成功不放棄的強烈意志，那學(xué)個(gè)單片機來(lái)說(shuō)就是件非常容 易的事。

　　步驟：

　　1.找本書(shū)大概了解一下單片機結構，大概了解就行。不用都看懂的。

　　2.找學(xué)習板練習編寫(xiě)程序，學(xué)單片機就是練編程序，遇到不會(huì )的再問(wèn)人或查書(shū)。

　　3.自己網(wǎng)上找些小電路類(lèi)的資料練習設計外圍電路。焊好后自己調試，熟悉過(guò)程。

　　4.自己完全設計具有個(gè)人風(fēng)格的電路，產(chǎn)品，。。。你已經(jīng)是高手了

　　^_^。 。。。。

　　學(xué)習單片機的八大步驟

　　學(xué)習使用單片機就是理解單片機硬件結構，以及內部資源的應用，在匯編或C語(yǔ)言中學(xué)會(huì )各種功能的初始化設置，以及實(shí)現各種功能的程序編制。

　　第一步：數字I/O的使用

　　使用按鈕輸入信號，發(fā)光二極管顯示輸出電平，就可以學(xué)習引腳的數字I/O功能，在按下某個(gè)按鈕后，某發(fā)光二極管發(fā)亮，這就是數字電路中組合邏輯的功能，雖然很簡(jiǎn)單，但是可以學(xué)習一般的單片機編程思想，例如，必須設置很多寄存器對引腳進(jìn)行初始化處理，才能使引腳具備有數字輸入和輸出輸出功能。每使用單片機的一個(gè)功能，就要對控制該功能的寄存器進(jìn)行設置，這就是單片機編程的特點(diǎn)，千萬(wàn)不要怕麻煩，所有的單片機都是這樣。

　　第二步：定時(shí)器的使用

　　學(xué)會(huì )定時(shí)器的使用，就可以用單片機實(shí)現時(shí)序電路，時(shí)序電路的功能是強大的，在工業(yè)、家用電氣設備的控制中有很多應用，例如，可以用單片機實(shí)現一個(gè)具有一個(gè)按鈕的樓道燈開(kāi)關(guān)，該開(kāi)關(guān)在按鈕按下一次后，燈亮3分鐘后自動(dòng)滅，當按鈕連續按下兩次后，燈常亮不滅，當按鈕按下時(shí)間超過(guò)2s，則燈滅。數字集成電路可以實(shí)現時(shí)序電路，可編程邏輯器件（PLD）可以實(shí)現時(shí)序電路，可編程控制器（PLC）也可以實(shí)現時(shí)序電路，但是只有單片機實(shí)現起來(lái)最簡(jiǎn)單，成本最低。定時(shí)器的使用是非常重要的，邏輯加時(shí)間控制是單片機使用的基礎。

　　第三步：中斷

　　單片機的特點(diǎn)是一段程序反復執行，程序中的每個(gè)指令的執行都需要一定的執行時(shí)間，如果程序沒(méi)有執行到某指令，則該指令的動(dòng)作就不會(huì )發(fā)生，這樣就會(huì )耽誤很多快速發(fā)生的事情，例如，按鈕按下時(shí)的下降沿。要使單片機在程序正常運行過(guò)程中，對快速動(dòng)作做出反應，就必須使用單片機的中斷功能，該功能就是在快速動(dòng)作發(fā)生后，單片機中斷正常運行的程序，處理快速發(fā)生的動(dòng)作，處理完成后，在返回執行正常的程序。中斷功能使用中的困難是需要精確地知道什么時(shí)候不允許中斷發(fā)生（屏蔽中斷）、什么時(shí)候允許中斷發(fā)生（開(kāi)中斷），需要設置哪些寄存器才能使某種中斷起作用，中斷開(kāi)始時(shí)，程序應該干什么，中斷完成后，程序應該干什么等等 。

　　中斷學(xué)會(huì )后，就可以編制更復雜結構的程序，這樣的程序可以干著(zhù)一件事，監視著(zhù)一件事，一旦監視的事情發(fā)生，就中斷正在干的事情，處理監視的事情，當然也可以監視多個(gè)事情，形象的比喻，中斷功能使單片機具有吃著(zhù)碗里的，看著(zhù)鍋里的功能。 以上三步學(xué)會(huì )，就相當于降龍十八掌武功，會(huì )了三掌了，可以勉強護身。

　　第四步：與PC機進(jìn)行RS232通信

　　單片機都有USART接口，特別是MSP430系列中很多型號，都具有兩個(gè)USART接口。USART接口不能直接與PC機的RS232接口連接，它們之間的邏輯電平不同，需要使用一個(gè)MAX3232芯片進(jìn)行電平轉換。

　　USART接口的使用是非常重要的，通過(guò)該接口，可以使單片機與PC機之間交換信息，雖然RS232通信并不先進(jìn)，但是對于接口的學(xué)習是非常重要的。正確使用USART接口，需要學(xué)習通信協(xié)議，PC機的RS232接口編程等等知識。試想，單片機實(shí)驗板