學(xué)習(xí)單片機時遇到的常見問題

6.自學(xué)單片機必備的硬件設(shè)備有哪些?

學(xué)習(xí)單片機，除了需要電腦以外，還需要以下的一些器材。

1.實驗板

如果你對單片機還一無所知，那么自制或者購買一塊實驗板是比較好的選擇。通常在實驗板上會設(shè)計一些開關(guān)、LED指示燈、數(shù)碼管、各種接口芯片等常用器件，通過對這些器件的編程練習(xí)，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、過程單步、全速運行等各種方式來執(zhí)行程序，以單步或過程單步方式執(zhí)行程時，每次執(zhí)行完程序后可以將執(zhí)行的結(jié)果反饋到PC端的控制軟件中顯示出來。由于單片機編程時必須要明確每一條指令執(zhí)行完畢后會有什么樣的結(jié)果，弄清實際運行后的結(jié)果是否與設(shè)想的結(jié)果相符，因此，仿真功能對于單片機的學(xué)習(xí)和開發(fā)可以起到很重要的幫助作用。

3.編程器或者下載線

其用途是將代碼寫入單片機芯片內(nèi)部。對于學(xué)習(xí)者來說，有了仿真機也可暫時不配編程器或下載線，因為有了實驗板、仿真機就可以做實驗了。但是建議配置一臺，這樣可以對單片機開發(fā)的各個環(huán)節(jié)都有所了解。

4.萬用表、電烙鐵等電子制作工具

單片機開發(fā)，不是簡單的編程，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。

需要說明的是，這里所說的仿真機、實驗板、下載線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，市場上也有一些產(chǎn)品在設(shè)計時將實驗板、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(gòu)成一整套的實驗系統(tǒng)。

上面介紹的這些設(shè)備，都需要有一定的投入，愛好者未必一定能夠購買，其實，只要有一定動手能力，也可以自制一些簡易的實驗設(shè)備，同樣可以開始學(xué)習(xí)。這里推薦采用STC單片機進行學(xué)習(xí)的方案，STC系列單片機的特點是可以直接通過串口下載程序，從而將開發(fā)工具的成本降到最低。如圖6-1所示是一個完整的電路，器件成本僅20多元，但可以實現(xiàn)諸如單燈閃爍、流水燈、鍵控?zé)?、PC控制燈等一些常用功能，從而學(xué)習(xí)基本指令、定時器、計數(shù)器、串口通信等單片機知識。

圖6-1 簡單的單片機實驗電路板

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。再自制或購買一條串口電纜，用于和電腦的通信，制作線時使J1與電腦的串口端2，3，5分別相連即可。

制作好這個電路板以后，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文件寫入芯片中，從而觀察程序運行的效果。

7.目前國內(nèi)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(xù)發(fā)展的芯片的基礎(chǔ)。其中80C31單片機片內(nèi)沒有ROM，80C51內(nèi)部是一次性可寫4K的PROM，87C51內(nèi)部是4K的EEPROM，這幾種芯片內(nèi)部RAM均為128字節(jié)。而后三種芯片其內(nèi)部RAM均為8K，后兩種芯片的片內(nèi)ROM為8K字節(jié)。

(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。常見的主要有以下一些。

STC89系列單片機，其主要特點有：直接通過串口對單片機編程;可編程為倍速運行;超低功耗;內(nèi)置看門狗;內(nèi)部FLASH 　ROM可作為EEPROM作斷電保存數(shù)據(jù)之用。

STC12系列單片機，其主要特點有：單時鐘周期，工作頻率0~35M，相當(dāng)于普通80C510~420M;寬電壓范圍;低功耗;芯片內(nèi)置E2PROM功能;內(nèi)置硬件看門狗;通用I/O口可以設(shè)置為四種工作模式，在強上拉模式時可以“吐出”電流。

菲利普的LPC系列，其主要特點有：內(nèi)置RC置振蕩器，選擇RC振蕩器時不需外接振蕩器件;所有口線均有20mA的LED驅(qū)動能力;有較寬的工作電壓范圍。

C8051F系列，其主要特點有：一個機器周期僅為一個時鐘周期;增加了中斷源;有內(nèi)部獨立的時鐘源或接外部時鐘，并能在程序運行時實現(xiàn)內(nèi)、外部時鐘的切換。每個I/O口引腳都可以設(shè)置為推挽或漏極開路輸出，C8051F系列單片機I/O口最為獨特的是增加了數(shù)字交叉開關(guān)，利用數(shù)字交叉開關(guān)可將內(nèi)部數(shù)字系統(tǒng)資源定向到P0、P1和P2端口I/O引腳。這個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，而是從實際出發(fā)，重視產(chǎn)品的性能與價格比，依靠發(fā)展多種型號來滿足不同層次的應(yīng)用要求;精簡指令使其執(zhí)行效率大為提高。目前有PIC10、PIC12、PIC16、PIC18系列數(shù)百個品種。以PIC16F676芯片為例，該芯片內(nèi)置1K字FLASH ROM，128字節(jié)EEPROM，64字節(jié)RAM，8路10位AD轉(zhuǎn)換器，內(nèi)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，價格不到￥7，性價比相當(dāng)高。

3.AVR系列

AVR系列單片機是增強型RISC結(jié)構(gòu)的單片機，其主要特點是：速度快，一個機器周期僅為一個時鐘周期;品種豐富，與PIC系列類似，依靠發(fā)展多種型號來滿足不同層次的應(yīng)用要求;支持ISP、IAP功能，可在線編程，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(nèi)置8K Flash ROM，512字節(jié)EEPROM，1K字節(jié)的RAM，8路10位AD，內(nèi)置RC振蕩器。這樣一款高性能28引腳的芯片，價格僅在￥7左右，性價比也相當(dāng)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用量很大，但我們并沒有重點介紹，因為我們介紹的內(nèi)容主要針對業(yè)余愛好者，有些芯片雖然功能強大、性價比也很高，但其并不針對業(yè)余愛好者，小批量的芯片很難買到，仿真機、C編譯器等開發(fā)工具價格極其昂貴，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。