單片機第一章基礎知識概述

A. 單片機的簡介

單片機又稱單片微控制器,它不是完成某一個邏輯功能的晶元,而是把一個計算機系統集成到一個晶元上。相當於一個微型的計算機，和計算機相比，單片機只缺少了I/O設備。概括的講：一塊晶元就成了一台計算機。它的體積小、質量輕、價格便宜、為學習、應用和開發提供了便利條件。同時，學習使用單片機是了解計算機原理與結構的最佳選擇。
單片機的使用領域已十分廣泛，如智能儀表、實時工控、通訊設備、導航系統、家用電器等。各種產品一旦用上了單片機，就能起到使產品升級換代的功效，常在產品名稱前冠以形容詞——「智能型」，如智能型洗衣機等 。

B. 單片機必備基礎知識

學習單片機需要一些相關的基礎知識，要有電路、模擬電路基礎，可以不精通，但是至少有這個概念。熟悉一些常用的基礎元器件的用法，比如電阻、電容的作用，了解二極體、三極體的基本用法，能夠理解單片機最先系統電源電路、晶振電路和復位電路的工作原理。

數字電路基礎，單片機本身就是根據數字電路原理運行的，了解數字電路中的「0」、和「1」概念，了解數字電路的門電路，掌握真值表。

C語言也是學習單片機的必要知識，市場的單片機都是用C語言開發的，已經很少人應用到匯編語言。

有了上面的基礎知識後，就要選擇一款單片機平台入門。目前市場上有的單片機類型多種多樣，大家一定要仔細挑選一款適合自己的。

選好單片機後安裝單片機開放環境，熟悉單片機軟體、下載器、開發板的使用。

C. 學單片機需要什麼基礎知識

學單片機需要學習數字和模擬電子技術等基礎知識，還要有一定的C語言編程能力。

學習初期可以先買一個開發板，先學會單片機開發的環境搭建，主要是單片機集成開發軟體keil的配置，軟體項目的建立，程序的編譯和燒寫，先把點亮LED燈，流水燈和控制蜂鳴器這些最基本的程序完整的實現一遍。

之後可以把LED數碼管顯示，按鍵信號採集，去抖動，串口與PC機通信等例子的程序完整的編寫一遍，並且在開發板上把程序運行一下。

這時你已經對單片機開發有了初步了解了，已經邁出了單片機學習的第一步了。

學習單片機軟體方面需要的基礎知識：

軟體方面需要會寫簡單的C語言程序，雖然說單片機編程也可以使用匯編語言，但C語言在使用的方便性和可移植性上要比匯編語言好很多，所以初學者可以越過匯編語言，而直接學習C語言的單片機編程。

D. 學習單片機所要具備的哪些基礎知識

學習使用單片機就是理解單片機硬體結構，以及內部資源的應用,在匯編或C語言中學會各種功能的初始化設置，以及實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，發光二極體顯示輸出電平，就可以學習引腳的數字I/O功能，在按下某個按鈕後，某發光二極體發亮，這就是數字電路中組合邏輯的功能，雖然很簡單，但是可以學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功能，就要對控制該功能的寄存器進行設置，這就是單片機編程的特點，千萬不要怕
麻煩，所有的單片機都是這樣。

第二步：定時器的使用

學會定時器的使用，就可以用單片機實現時序電路，時序電路的功能是強大的，在工業、家用電氣設備的控制中有很多應用，例如，可以用單片機實現一個具有一個按鈕的樓道燈開關，該開關在按鈕按下一次後，燈亮3分鍾後自動滅，當按鈕連續按下兩次後，燈常亮不滅，當按鈕按下時間超過2s，則燈滅。數字集成電路可以實現時序電路，可編程邏輯器件（PLD）可以實現時序電路，可編程式控制制器（PLC）也可以實現時序電路，但是只有單片機實現起來最簡單，成本最低。

定時器的使用是非常重要的，邏輯加時間控制是單片機使用的基礎。

第三步：中斷

單片機的特點是一段程序反復執行，程序中的每個指令的執行都需要一定的執行時間，如果程序沒有執行到某指令，則該指令的動作就不會發生，這樣就會耽誤很多快速發生的事情，例如，按鈕按下時的下降沿。要使單片機在程序正常運行過程中，對快速動作做出反應，就必須使用單片機的中斷功能，該功能就是在快速動作發生後，單片機中斷正常運行的程序，處理快速發生的動作，處理完成後，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麼時候不允許中斷發生（屏蔽中斷）、什麼時候允許中斷發生（開中斷），需要設置哪些寄存器才能使某 種中斷起作用，中斷開始時，程序應該干什麼，中斷完成後，程序應該干什麼等等 。

中斷學會後，就可以編制更復雜結構的程序，這樣的程序可以干著一件事，監視著一件事，一旦監視的事情發生，就中斷正在乾的事情，處理監視的事情，當然也可以監視多個事情，形象的比喻，中斷功能使單片機具有吃著碗里的，看著鍋里的功能。

以上三步學會，就相當於降龍十八掌武功，會了三掌了，可以勉強護身。

第四步：與PC機進行RS232通信

單片機都有USART介面，特別是MSP430系列中很多型號，都具有兩個USART介面。USART介面不能直接與PC機的RS232介面連接，它們之間的邏輯電平不同，需要使用一個MAX3232晶元進行電平轉換。

USART介面的使用是非常重要的，通過該介面，可以使單片機與PC機之間交換信息，雖然RS232通信並不先進，但是對於介面的學習是非常重要的。正確使用USART介面，需要學習通信協議，PC機的RS232介面編程等等知識。試想，單片機實驗板上的數據顯示在PC機監視器上，而PC機的鍵盤信號可以在單片機實驗板上得到顯示，將是多麼有意思的事情啊！

第五步：學會A/D轉換

MAP430單片機帶有多通道12位A/D轉換器，通過這些A/D轉換器可以使單片機操作模擬量，顯示和檢測電壓、電流等信號。學習時注意模擬地與數字地、參考電壓、采樣時間，轉換速率，轉換誤差等概念。

使用A/D轉換功能的簡單的例子是設計一個電壓表。

第六步：學會PCI、I2C介面和液晶顯示器介面

這些介面的使用可以使單片機更容易連接外部設備，在擴展單片機功能方面非常重要。

第七步：學會比較、捕捉、PWM功能

這些功能可以使單片機能夠控制電機，檢測轉速信號，實現電機調速器等控制起功能。

如果以上七步都學會，就可以設計一般的應用系統，相當於學會十招降龍十八掌，可以出手攻擊了。

第八步：學習USB介面、TCP/IP介面、各種工業匯流排的硬體與軟體設計

學習USB介面、TCP/IP介面、各種工業匯流排的硬體與軟體設計是非常重要的，因為這是當前產品開發的發展方向。

到此為止，相當於學會15招降龍十八掌，但還不到打遍天下無敵手的境界。即使如此，也算是單片機大蝦了。