單片機設(shè)計經(jīng)驗技巧精華集錦（六）

　　51單片機一個顯著優(yōu)點就是指令執(zhí)行時間固定，因此可以適應(yīng)時序要求嚴(yán)格的場合。例如符合ISO7816協(xié)議的cpu卡的讀寫，對時序要求比較嚴(yán)格。其實就是用io腳做出來的同步半雙工串口。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言模塊嵌入到工程中。這就帶來幾個問題：如何聲明函數(shù)、參數(shù)如何傳遞等。限于篇幅，不能說得很細(xì)。下面舉例：

　　匯編程序單獨保存一個文件，加入到工程中，函數(shù)如下：

　　_proc_a：

　　mov a， r7

　　inc a

　　mov r7， a

　　ret

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

　　調(diào)用時形如： retvalue = proc_a（0x11）;

　　說明：

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

　　b：函數(shù)的形參中第一參數(shù)用R7傳遞，函數(shù)返回值用R7返回，這是C51的通用規(guī)范。其他參數(shù)都有相應(yīng)規(guī)定。函數(shù)可以返回一個位，用psw的c位返回。

　　c：上面的語句，執(zhí)行順序是把0x11給R7，然后跳轉(zhuǎn)子程序，子程序?qū)⑺?后送回。

　　d：函數(shù)跳轉(zhuǎn)到匯編程序時，本區(qū)的R0-R7，A，B，PSW，DPTR等寄存器可以供子程序使用，不必考慮調(diào)用后是否要恢復(fù)這些常規(guī)資源。上例中，A的值被函數(shù)使用了，編程者不必恢復(fù)調(diào)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問題，其實很簡單，這涉及到芯片的io腳是怎么做出來的。這對硬件工程師來說十分重要。TTL的io腳模型：

　　P1，P2，P3口都可以理解成左圖，注意vcc下面有個電阻，因此可以理解成：引腳輸出1的能力弱。地那邊沒有電阻，可以理解成引腳吸入電流能力強。而P0口，可以理解成右圖。這就是集電極開路輸出，也叫OC輸出?？梢钥闯?，當(dāng)CTR=1時，三極管導(dǎo)通，引腳被接地;當(dāng)ctr=0時，三極管截止，引腳浮空，也叫三態(tài)。這個端口這么做的目的是考慮P0口肩負(fù)讀寫數(shù)據(jù)和地址復(fù)用，這個關(guān)系要仔細(xì)看懂cpu時序圖。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(fù)載情況。

　　4：P1-3口如何輸入輸出

　　從上節(jié)的左圖可以看出。做輸出時，ctr=1則輸出強信號0，ctr=0則輸出弱信號1。當(dāng)io腳做輸入時，應(yīng)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1，單片機就會讀到1。當(dāng)外部信號為0時，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，對于程序來說，把io腳置1就處于接收狀態(tài)，當(dāng)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(qū)動外部電路時，要小心外部電路把這個1“吃掉”從而輸出不了1。而作為輸入時，為0電平的外設(shè)必須足夠有能力將io腳拉低。所以，用io腳直接點亮led的時候，最好用反邏輯，就是輸出0，讓led亮。這樣能保證驅(qū)動能力。就是io腳接led的負(fù)端，led的正端過電阻接vcc。

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

　　P3口引腳復(fù)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(shù)據(jù)都讀不進(jìn)來了，筆者早期曾調(diào)試一整天才發(fā)現(xiàn)串口收不到數(shù)據(jù)是沒有把RXD置1的原因，把時間都浪費在外圍了，當(dāng)時很是汗顏。

　　5：有關(guān)晶振

　　單片機的晶振在內(nèi)部可以簡化成一個反向器。當(dāng)晶振輸入腳XI剛過坎壓、被認(rèn)為是1的一瞬間，輸出腳XO就輸出0，這個0會帶動晶振使XI電壓下降，當(dāng)降低到坎壓被認(rèn)為是0的一瞬間，輸出腳XO就輸出1。這樣周而復(fù)始。

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

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

　　寫到這里，才發(fā)覺51單片機的問題太多了，這篇文字簡直就是滄海一粟。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)者在與我交流的時候總是的一句話是我現(xiàn)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(xí)單片機有市場不，對于這個問題現(xiàn)在就我自己如何學(xué)單片機，如何入門，如何熟練，整個過程談?wù)勛约旱南敕?。先說說單片機，現(xiàn)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際開發(fā)中用的單片機型號不一），它的學(xué)習(xí)資料非常多，且學(xué)習(xí)成本非常低，如果你聽說企業(yè)里用的是什么什么芯片，但是不知道，你問過沒有，那個仿真器需要多少錢，51單片機對于智能控制入門來說是非常好的，一線下載程序，ARM太神秘，PLC太高貴，想來想去還是51。那怎樣才能更快更好的學(xué)好單片機呢？單片機這門課是一項非常重視動手實踐的科目，而且單片機也是一門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，那么說明你也是計算機編程和電子技術(shù)高手。

　　二、學(xué)習(xí)單片機時候一定要看書

　　不能總是看書，但是學(xué)習(xí)它首先必須得看書，那這不很矛盾。因為從書中你需要大概了解單片機各個功能寄存器（比如引腳控制寄存器、定時、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功能寄存器，給寄存器賦值二進(jìn)制數(shù)據(jù)0或者1，這樣一來對于引腳寄存器單片機可以根據(jù)二進(jìn)制數(shù)據(jù)0和1輸出高低電平控制外部設(shè)備，對于內(nèi)部資源寄存器，單片機也通過二進(jìn)制數(shù)據(jù)0和1使用單片機內(nèi)部的功能。比如單片機引腳寄存器P1，語句P1=0xfe;（MOV P1，#0FEH）。說明現(xiàn)在控制單片機P1口的第一個引腳輸出低電平，其他引腳輸出高電平。比如中斷中斷允許寄存器IE，語句IE=0x81;（MOV IE，#81H） 則說明控制中斷打開總開關(guān)和外部中斷0的子開關(guān)。至于看書，只需大概了解單片機各管腳、各個特殊功能寄存器都是干什么的？能實現(xiàn)什么樣的功能？這個非常重要，這也許是看書的最主要的目的。第一次，第二次你可能看不明白，但這不要緊，因為還缺少實際的感觀認(rèn)識。通過接下來的實驗就可以非常感觀的認(rèn)識，在這個過程一定要花時間，學(xué)習(xí)程序不能硬背，但是學(xué)習(xí)寄存器一定要下功夫，理解他的功能所在。推薦一本書，就這一本就足夠了，書名是《例說8051》有匯編語言和C語言版本的，非常強悍的一本書，但是我用一個五一放假的時間看完了這本書，看完后，覺得自己已經(jīng)是單片機高手了。書中圖文并茂，內(nèi)容安排緊張有序，并非市面上很多說教的技術(shù)文檔式的書，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，原來學(xué)習(xí)單片機是學(xué)天書。根據(jù)書本的安排循序漸進(jìn)的看完前兩章，然后一定是實踐，一定是實踐啊，這是非常關(guān)鍵的一步，在戰(zhàn)場上上紙上談兵的列子很多，在學(xué)習(xí)單片機也一樣，很多相關(guān)專業(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，不知道分布談何說開發(fā)呢？更有一些所謂的單片機高手只停留在編程，以為了買了一塊高級學(xué)習(xí)板，練習(xí)完了里面所有的程序，感覺自己排第二沒人敢拍第一，覺得下一步不知道如何學(xué)習(xí)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單片機的引腳分布，你說，如果這樣去開發(fā)那不是“草菅人命”啊。不是紙上談兵是什么啊。

　　三、學(xué)習(xí)單片機準(zhǔn)備什么所以??？

　　學(xué)習(xí)單片機看書不夠，實踐也要從實際出發(fā)，現(xiàn)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)人員都成了只會用了，祖先的留下的知識，基礎(chǔ)的知識該知道還是一定要知道的啊。 畢竟學(xué)習(xí)單片機的最終目的是開發(fā)，是通過創(chuàng)造智能控制的實物，體現(xiàn)自己的價值。關(guān)于實踐有兩種方法可以選擇一種方法：購買一塊51單片機的實驗板，不要求功能太的，對于初學(xué)者來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，更有實驗板為了增加功能，降低