如何學(xué)好單片機(jī)及學(xué)前預(yù)備知識(shí)

目前，大學(xué)生就業(yè)比較容易、薪水相對(duì)較高的專(zhuān)業(yè)之一要數(shù)嵌入式技術(shù)相關(guān)專(zhuān)業(yè)；社會(huì)上許多已經(jīng)就業(yè)的朋友出于想轉(zhuǎn)行和個(gè)人興趣的原因也希望學(xué)習(xí)嵌入式技術(shù)。那么，對(duì)于一個(gè)沒(méi)有這方面基礎(chǔ)的朋友，如果想學(xué)習(xí)嵌入式技術(shù)難不難呢？該怎樣著手進(jìn)行學(xué)習(xí)呢？如何才能盡快入門(mén)呢？

大家學(xué)習(xí)嵌入式技術(shù)，首先要明白什么是嵌入式。根據(jù)IEEE（國(guó)際電機(jī)工程師協(xié)會(huì)）的定義，嵌入式系統(tǒng)是“控制、監(jiān)視或者輔助裝置、機(jī)器和設(shè)備運(yùn)行的裝置”（ devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants）。從中可以看出嵌入式系統(tǒng)是軟件和硬件的綜合體，還可以涵蓋機(jī)械等附屬裝置。目前國(guó)內(nèi)一個(gè)普遍被認(rèn)同的定義是：以應(yīng)用為中心、以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)、軟件硬件可裁剪、適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

發(fā)展到現(xiàn)在嵌入式技術(shù)在我們的生活和工作場(chǎng)合中可以說(shuō)是無(wú)所不見(jiàn)，比如我們的手機(jī)，ipad，智能家居，各種儀器設(shè)備等等都用到了嵌入式技術(shù)。嵌入式應(yīng)用場(chǎng)合中常用的處理器有單片機(jī)、ARM、FPGA/CPLD和DSP，其中單片機(jī)是這幾種處理器中應(yīng)用比較簡(jiǎn)單，也是最容易上手學(xué)習(xí)的處理器。大家學(xué)習(xí)好了單片機(jī)，再學(xué)習(xí)其它處理器的應(yīng)用就比較容易了，可以說(shuō)學(xué)習(xí)好單片機(jī)是學(xué)習(xí)其它處理器的基礎(chǔ)。所以我強(qiáng)烈建議想學(xué)習(xí)嵌入式技術(shù)的朋友首先從單片機(jī)技術(shù)學(xué)起。

下面，我就我自己是如何開(kāi)始學(xué)單片機(jī)，如何開(kāi)始上手，如何開(kāi)始熟練這個(gè)過(guò)程給大家講講。

1、學(xué)習(xí)時(shí)選擇什么樣的單片機(jī)

一般我們現(xiàn)在用的比較多的是MCS-51系列的單片機(jī)，它的資料比較多，用的人也很多，市場(chǎng)也很大。大家學(xué)習(xí)單片機(jī)的時(shí)候選擇MCS-51系列的比較好，宏晶的STC系列單片機(jī)比較便宜，功能也比較完備，很適合初學(xué)者。市場(chǎng)上這樣的單片機(jī)學(xué)習(xí)板也比較多，一般100多元的學(xué)習(xí)板就足夠入門(mén)的朋友學(xué)習(xí)使用了。

2、怎樣學(xué)習(xí)單片機(jī)

單片機(jī)技術(shù)是一項(xiàng)非常重視動(dòng)手實(shí)踐的科目，不能總是看書(shū)，但是學(xué)習(xí)它首先必須得看書(shū)，因?yàn)閺臅?shū)（或單片機(jī)使用手冊(cè)）中你需要大概了解一下單片機(jī)的各個(gè)功能寄存器。單片機(jī)的工作就是使用軟件通過(guò)對(duì)相關(guān)寄存器的配置來(lái)控制單片機(jī)那些管腳什么時(shí)候輸出高電平，什么時(shí)候輸出低電平。由單片機(jī)管腳這些高低電平的變化來(lái)控制電路板，從而實(shí)現(xiàn)我們需要的各個(gè)功能。在這里我推薦兩本書(shū)，一本是《MCS-51單片機(jī)原理及接口技術(shù)》，另一本是《MCS-51單片機(jī)原理與應(yīng)用(C語(yǔ)言版）》。花幾天時(shí)間讀下這兩本書(shū)，對(duì)單片機(jī)電路及單片機(jī)C語(yǔ)言編程有個(gè)總體的概念就達(dá)到我們的目的了。

但我不建議太著重于書(shū)本知識(shí)，單片機(jī)是一門(mén)實(shí)踐學(xué)科。我們看書(shū)時(shí)，只需大概了解單片機(jī)各管腳都是干什么的？能實(shí)現(xiàn)什么樣的功能？然后就是實(shí)踐，我建議大家要學(xué)習(xí)單片機(jī)的話應(yīng)該買(mǎi)一塊單片機(jī)學(xué)習(xí)板，在上面我給大家推薦了一款。大家拿到學(xué)習(xí)板后，看別人的例程，實(shí)現(xiàn)什么樣的功能，怎樣通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)這些功能，硬件電路是怎樣設(shè)計(jì)的。不要圖快，圖多，但看一個(gè)例程就要完全弄明白它，這是第1步。像我給大家推薦的學(xué)習(xí)板配套光盤(pán)里面都有例程和相關(guān)的視頻教程。在能看懂別人寫(xiě)的程序后，自己嘗試修改下程序代碼，實(shí)現(xiàn)同樣的功能，這是第2步，即模仿。第3步就是自己寫(xiě)些簡(jiǎn)單的程序代碼在學(xué)習(xí)板上運(yùn)行。第3步你能做到了，就可以自己嘗試設(shè)計(jì)一些小電路來(lái)實(shí)現(xiàn)一些功能，以增加自己的設(shè)計(jì)能力。

學(xué)習(xí)單片機(jī)不要自己一人悶頭進(jìn)行，應(yīng)該多和別人進(jìn)行交流。我建議加入一些論壇或是QQ群。最好是QQ群，有什么問(wèn)題大家可以一起討論。有時(shí)候你遇到一個(gè)問(wèn)題想不明白，別人指點(diǎn)你一下就茅塞頓開(kāi)了。

上面從看書(shū)、實(shí)踐和交流3個(gè)方面給大家講了下如何學(xué)習(xí)單片機(jī)。這只是我們的學(xué)習(xí)方法。但學(xué)習(xí)單片機(jī)還需要持之以恒的毅力，耐心。一天花2個(gè)小時(shí)，少看電影，少打游戲，把學(xué)習(xí)板和電腦連好，打開(kāi)調(diào)試軟件坐在電腦前，堅(jiān)持一段時(shí)間，你的水平自然會(huì)有長(zhǎng)進(jìn)。
  總結(jié)上面，只要你有信心，做事能堅(jiān)持到底，有不成功不放棄的強(qiáng)烈意志，那學(xué)個(gè)單片機(jī)來(lái)說(shuō)就是件非常容易的事。 

學(xué)習(xí)單片機(jī)的相關(guān)知識(shí)：

1．數(shù)字電路

2．模擬電路

3．單片機(jī)電路原理

4．C語(yǔ)言（建議大家直接學(xué)習(xí)C語(yǔ)言，不要學(xué)習(xí)匯編語(yǔ)言，現(xiàn)在基本上不用了）

5．最好再學(xué)習(xí)一下電路板繪制軟件（初學(xué)著可以選學(xué)習(xí)如何使用protel)

   這五方面的知識(shí)你基本掌握后，可以說(shuō)你基本可以從事單片機(jī)電路的設(shè)計(jì)工作，就可以在嵌入式技術(shù)的道路上向更高的層次邁進(jìn)了。

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下面簡(jiǎn)單的介紹下51單片機(jī)科普學(xué)前預(yù)備知識(shí)：

一、單片機(jī)的概念

  在一片集成電路芯片上集成微處理器、存儲(chǔ)器、I/O接口電路，從而構(gòu)成了單芯片微型計(jì)算機(jī)，即單片機(jī)。

二、單片機(jī)的用途

  工業(yè)自動(dòng)化：數(shù)據(jù)采集，測(cè)控技術(shù)；

  智能儀器儀表：數(shù)字示波器、數(shù)字信號(hào)源、數(shù)字萬(wàn)用表、感應(yīng)電流表等；

  消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品:洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)機(jī)、手機(jī)等；

  凡是與控制或簡(jiǎn)單計(jì)算有關(guān)的電子設(shè)備都可以用單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，再根據(jù)具體實(shí)際情況選擇不同性能的單片機(jī)，如：atmel，stc，pic，avr，凌陽(yáng)，80C51，arm等。

三、怎么學(xué)單片機(jī)

  實(shí)踐第一;補(bǔ)充必要的理論知識(shí)，即缺什么補(bǔ)什么;做工程項(xiàng)目積累經(jīng)驗(yàn)。(可在網(wǎng)絡(luò)上搜索些題目，也可自己有什么想法大膽的去實(shí)驗(yàn))。

四、為什么選擇51單片機(jī)作為單片機(jī)學(xué)習(xí)的入門(mén)

  學(xué)51單片機(jī)成本低，而且51單片機(jī)技術(shù)最成熟、資料最豐富、學(xué)習(xí)難度相對(duì)比較低。

五、電平特性

  數(shù)字電路中只有兩種電平:高和低(本課程中)定義單片機(jī)為T(mén)TL電平：高+5V、低0V。RS232電平：計(jì)算機(jī)的串口，高-12V、低+12V。所以單片機(jī)與計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行通訊時(shí)需要加電平轉(zhuǎn)換芯片max232。

六、與，或，非及異或的基本運(yùn)算

  邏輯“與”：0*0=0；1*0=0；0*1=0；1*1=1“必須都有，否則就沒(méi)有”

  邏輯“或”：0+0=0；1+0=1；0+1=1；1+1=1“只要其中之一有，就有”

  邏輯“非”：非0=1 非1=0 “求反”

  邏輯“異或”: 0⊕0=0； 1⊕0=1；0⊕1=1；1⊕1=0“必須不同,否則就沒(méi)有”

七、二進(jìn)制，十進(jìn)制，十六進(jìn)制的表示及相互轉(zhuǎn)換

十  二  十六    十  二  十六    十  二  十六    十  二  十六

0  0000  0     4   0100  4     8   1000  8     12  1100  C

1  0001  1     5   0101  5     9   1001  9     13  1101  D

2  0010  2     6   0110  6     10  1010  A     14  1110  E

3  0011  3     7   0111  7     11  1011  B     15  1111  F

八、80C51單片機(jī)簡(jiǎn)介

  Inter公司推出了MCS-51系列單片機(jī)：集成8位CPU、4K字節(jié)ROM、128字節(jié)RAM、4個(gè)八位并口、一個(gè)全雙工串行口、2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器。尋址范圍64K，并有控制功能較強(qiáng)的布爾處理器。單板機(jī)—單片機(jī)。

  80C51是MCS-51系列中的典型品種;其它廠商以80C51為基核開(kāi)發(fā)出的CMOS(場(chǎng)效應(yīng)管)工藝單片機(jī)產(chǎn)品統(tǒng)稱(chēng)為80C51系列。