學(xué)習單片機時(shí)遇到的常見(jiàn)問(wèn)題

6.自學(xué)單片機必備的硬件設備有哪些?

學(xué)習單片機，除了需要電腦以外，還需要以下的一些器材。

1.實(shí)驗板

如果你對單片機還一無(wú)所知，那么自制或者購買(mǎi)一塊實(shí)驗板是比較好的選擇。通常在實(shí)驗板上會(huì )設計一些開(kāi)關(guān)、LED指示燈、數碼管、各種接口芯片等常用器件，通過(guò)對這些器件的編程練習，逐步掌握單片機的編程技術(shù)。

2.仿真機

仿真機的用途是替代電路板上的單片機芯片，仿真機通過(guò)串行口、USB接口等方式與與PC機聯(lián)機通信，接收PC端控制軟件發(fā)出的指令，以單步、過(guò)程單步、全速運行等各種方式來(lái)執行程序，以單步或過(guò)程單步方式執行程時(shí)，每次執行完程序后可以將執行的結果反饋到PC端的控制軟件中顯示出來(lái)。由于單片機編程時(shí)必須要明確每一條指令執行完畢后會(huì )有什么樣的結果，弄清實(shí)際運行后的結果是否與設想的結果相符，因此，仿真功能對于單片機的學(xué)習和開(kāi)發(fā)可以起到很重要的幫助作用。

3.編程器或者下載線(xiàn)

其用途是將代碼寫(xiě)入單片機芯片內部。對于學(xué)習者來(lái)說(shuō)，有了仿真機也可暫時(shí)不配編程器或下載線(xiàn)，因為有了實(shí)驗板、仿真機就可以做實(shí)驗了。但是建議配置一臺，這樣可以對單片機開(kāi)發(fā)的各個(gè)環(huán)節都有所了解。

4.萬(wàn)用表、電烙鐵等電子制作工具

單片機開(kāi)發(fā)，不是簡(jiǎn)單的編程，到目前為止，還少有純粹的“單片機程序員”，通常要求開(kāi)發(fā)者軟、硬件方面都要熟悉，因此，這些電子制作工作還是要配備的。

需要說(shuō)明的是，這里所說(shuō)的仿真機、實(shí)驗板、下載線(xiàn)或編程器等都是就一般概念而言的，并不涉及到具體的產(chǎn)品，市場(chǎng)上也有一些產(chǎn)品在設計時(shí)將實(shí)驗板、仿真功能、下載或編程功能等中的一部分或者全部都集成到一塊板上，構成一整套的實(shí)驗系統。

上面介紹的這些設備，都需要有一定的投入，愛(ài)好者未必一定能夠購買(mǎi)，其實(shí)，只要有一定動(dòng)手能力，也可以自制一些簡(jiǎn)易的實(shí)驗設備，同樣可以開(kāi)始學(xué)習。這里推薦采用STC單片機進(jìn)行學(xué)習的方案，STC系列單片機的特點(diǎn)是可以直接通過(guò)串口下載程序，從而將開(kāi)發(fā)工具的成本降到最低。如圖6-1所示是一個(gè)完整的電路，器件成本僅20多元，但可以實(shí)現諸如單燈閃爍、流水燈、鍵控燈、PC控制燈等一些常用功能，從而學(xué)習基本指令、定時(shí)器、計數器、串口通信等單片機知識。

圖6-1 簡(jiǎn)單的單片機實(shí)驗電路板

圖中R1~R9為1K電阻，D1~D8是發(fā)光二極管，E1用10u電解，Y1用11.0592M晶振，C1和C2用27P小磁片，C3~C7用104磁片，U1使用STC89C52芯片，U2用MAX232。再自制或購買(mǎi)一條串口電纜，用于和電腦的通信，制作線(xiàn)時(shí)使J1與電腦的串口端2，3，5分別相連即可。

制作好這個(gè)電路板以后，使用Keil軟件(在http://www.keil.com/demo/default.asp?bhcp=1可以下載DEMO版)編譯、鏈接程序，得到Hex文件，使用STC_ISP軟件(在http://www.mcu-memory.com下載)將Hex文件寫(xiě)入芯片中，從而觀(guān)察程序運行的效果。

7.目前國內常用的單片機有哪些?

1.80C51及其兼容系列

(1)80C51系列，這是最基本的系列。包括80C31，80C51，87C51，80C32，80C52，87C52等芯片，雖然這些芯片已基本不再使用，但它們是后續發(fā)展的芯片的基礎。其中80C31單片機片內沒(méi)有ROM，80C51內部是一次性可寫(xiě)4K的PROM，87C51內部是4K的EEPROM，這幾種芯片內部RAM均為128字節。而后三種芯片其內部RAM均為8K，后兩種芯片的片內ROM為8K字節。

(2)80C51兼容系列

這些芯片通常都與51系列單片機在指令一級兼容，但都擴充了諸多的新功能。常見(jiàn)的主要有以下一些。

STC89系列單片機，其主要特點(diǎn)有：直接通過(guò)串口對單片機編程;可編程為倍速運行;超低功耗;內置看門(mén)狗;內部FLASH 　ROM可作為EEPROM作斷電保存數據之用。

STC12系列單片機，其主要特點(diǎn)有：?jiǎn)螘r(shí)鐘周期，工作頻率0~35M，相當于普通80C510~420M;寬電壓范圍;低功耗;芯片內置E2PROM功能;內置硬件看門(mén)狗;通用I/O口可以設置為四種工作模式，在強上拉模式時(shí)可以“吐出”電流。

菲利普的LPC系列，其主要特點(diǎn)有：內置RC置振蕩器，選擇RC振蕩器時(shí)不需外接振蕩器件;所有口線(xiàn)均有20mA的LED驅動(dòng)能力;有較寬的工作電壓范圍。

C8051F系列，其主要特點(diǎn)有：一個(gè)機器周期僅為一個(gè)時(shí)鐘周期;增加了中斷源;有內部獨立的時(shí)鐘源或接外部時(shí)鐘，并能在程序運行時(shí)實(shí)現內、外部時(shí)鐘的切換。每個(gè)I/O口引腳都可以設置為推挽或漏極開(kāi)路輸出，C8051F系列單片機I/O口最為獨特的是增加了數字交叉開(kāi)關(guān)，利用數字交叉開(kāi)關(guān)可將內部數字系統資源定向到P0、P1和P2端口I/O引腳。這個(gè)系列很多型號的芯片具有ADC、DAC、PCA等功能。

2.PIC系列

PIC單片機的發(fā)展思路與51單片機不同，它不搞單純的功能堆積，而是從實(shí)際出發(fā)，重視產(chǎn)品的性能與價(jià)格比，依靠發(fā)展多種型號來(lái)滿(mǎn)足不同層次的應用要求;精簡(jiǎn)指令使其執行效率大為提高。目前有PIC10、PIC12、PIC16、PIC18系列數百個(gè)品種。以PIC16F676芯片為例，該芯片內置1K字FLASH ROM，128字節EEPROM，64字節RAM，8路10位AD轉換器，內置精度高達±1%的振蕩器，極低功耗，寬工作電壓范圍，這樣一款高性能的14腳芯片，價(jià)格不到￥7，性?xún)r(jià)比相當高。

3.AVR系列

AVR系列單片機是增強型RISC結構的單片機，其主要特點(diǎn)是：速度快，一個(gè)機器周期僅為一個(gè)時(shí)鐘周期;品種豐富，與PIC系列類(lèi)似，依靠發(fā)展多種型號來(lái)滿(mǎn)足不同層次的應用要求;支持ISP、IAP功能，可在線(xiàn)編程，方便遠程維護;工作范圍寬、抗干擾能力強。以ATMEGA8芯片為例，該芯片內置8K Flash ROM，512字節EEPROM，1K字節的RAM，8路10位AD，內置RC振蕩器。這樣一款高性能28引腳的芯片，價(jià)格僅在￥7左右，性?xún)r(jià)比也相當高。

4.其他

其他常用的單片機包括：ST、EMC、摩托羅拉、三星等等。這些單片機有些市場(chǎng)用量很大，但我們并沒(méi)有重點(diǎn)介紹，因為我們介紹的內容主要針對業(yè)余愛(ài)好者，有些芯片雖然功能強大、性?xún)r(jià)比也很高，但其并不針對業(yè)余愛(ài)好者，小批量的芯片很難買(mǎi)到，仿真機、C編譯器等開(kāi)發(fā)工具價(jià)格極其昂貴，所以這里不作介紹，有興趣可以在網(wǎng)絡(luò )上搜索有關(guān)資料。