不怎么講原理的51單片機(jī)應(yīng)用入門(1)單片機(jī)是啥

ID:105323 · 發(fā)表于 2016-2-23 15:57

出自：西漂sky的博客

單片機(jī)是一門應(yīng)用類課程，與一些理論課程如微積分不同。對(duì)于微積分課程的學(xué)習(xí)，我們首先需要系統(tǒng)掌握公式定理，然后才是如何應(yīng)用。而就個(gè)人認(rèn)為，單片機(jī)的學(xué)習(xí)是“由外而內(nèi)”的，對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)，首先要解決的是“怎么用”的問(wèn)題，然后才是“為什么”的問(wèn)題。就我個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)，如果一上手就是各種理論，學(xué)習(xí)興趣很快就會(huì)喪失；若是現(xiàn)從實(shí)踐應(yīng)用開始，不說(shuō)多么有意思，起碼要比理論好玩那么一點(diǎn)。等實(shí)踐學(xué)到了一定的火候，再回溯理論，一步一步深究如何實(shí)現(xiàn)，想必要簡(jiǎn)單一點(diǎn)。本系列就是為了解決“怎么用”的問(wèn)題。學(xué)習(xí)單片機(jī)，首先要知道什么是單片機(jī)。
電腦是什么，手機(jī)是什么想必大家都是知道的，也就是你用來(lái)看這篇博文的這個(gè)玩意。而電腦和手機(jī)的核心是什么？其實(shí)是一塊CPU，CPU進(jìn)行運(yùn)算，并操控各種輸入輸出設(shè)備，比如觸控屏，鍵盤，鼠標(biāo)什么的。而單片機(jī)，就是把電腦或者說(shuō)手機(jī)集成到了一個(gè)芯片上，這塊芯片可以根據(jù)你的要求對(duì)輸入進(jìn)行處理，產(chǎn)生你需要的輸出：

上右圖為ATMEL公司的單片機(jī)，其他51單片機(jī)與其封裝可能不一樣，用都是一樣用（兼容的）。
從外觀和逼格上看，這兩個(gè)相差貌似蠻大的，其實(shí)對(duì)于電腦，你可已通過(guò)鍵盤和鼠標(biāo)輸入，電腦的屏幕和音響可以給你你需要的輸出。而對(duì)于單片機(jī)，它的一些引腳相當(dāng)于鼠標(biāo)鍵盤，也相當(dāng)于屏幕音響。這些可以用來(lái)輸入輸出的引腳們，我們稱之為IO口。
IO口常規(guī)作用只有3個(gè)——置高（引腳電壓相對(duì)于地5V或3.3V），置低（引腳電壓相對(duì)于地0V），檢測(cè)高還是低（檢測(cè)引腳電壓相對(duì)于地是5/3.3還是0）。無(wú)論是以后或簡(jiǎn)單，或復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)，最終你所需要的，就是讓這些腳管電壓按著你的要求按時(shí)上下翻飛。
現(xiàn)在知道單片機(jī)是做什么用的了么？就是按要求對(duì)外部輸入的電壓信號(hào)做出規(guī)定的電壓回應(yīng)。

好了，現(xiàn)在說(shuō)說(shuō)具體是怎么樣的，在計(jì)算機(jī)C語(yǔ)言中，如果我們需要從鍵盤上讀取輸入信號(hào)，我們通常會(huì)用這種方法：
int temp；//定義一個(gè)32位變量
scanf（“%d”，&temp）；//從鍵盤緩沖區(qū)讀取一個(gè)整形數(shù)據(jù)存在temp中
而單片機(jī)略顯寒酸的沒有自備鍵盤......不過(guò)這不是問(wèn)題，我們通過(guò)這種方法：
unsigned char temp；//定義一個(gè)8位變量
temp=P1；//讀取P1口的值，賦值給變量temp
第二句代碼就是輸入啦，大部分的51單片機(jī)的IO口都是P0，P1這樣命名的。先來(lái)看看單片機(jī)的引腳圖：

先不看那些好長(zhǎng)名字的引腳，只看1~8的8個(gè)，名字分別為P1.0~P1.7，這八個(gè)引腳就是一個(gè)被稱為P1的IO口，8個(gè)引腳分別對(duì)應(yīng)了unsignedchar型數(shù)據(jù)的8個(gè)位。再看20引腳VSS，其實(shí)就是常用的“地”，所有電壓高低都是相對(duì)于VSS引腳的電壓而言的。
執(zhí)行temp=P1；這條語(yǔ)句的時(shí)候P1每個(gè)引腳的電壓情況就會(huì)被保存到變量temp里。例如，P1口電壓情況是P1.0~P1.3電壓與VSS相同，P1.4~P1.7的電壓比VSS高3.3V/5V，也就是“高高高高低低低低”，換成邏輯語(yǔ)言就是“11110000”，那么單片機(jī)就讀取了一個(gè)為“11110000”的值，也就是“0xF0”并將這個(gè)值保存在temp變量中。
有了輸入自然要有輸出，在計(jì)算機(jī)C語(yǔ)言中，有一種輸出的方式是這樣的：
int temp=214；
printf（“%d”，temp）；
這樣，計(jì)算機(jī)就通過(guò)屏幕輸出了值214，但是單片機(jī)同樣不自備屏幕，然而這更不是問(wèn)題，我們是這么做的：
unsigned char temp=0xF0；
P1=temp；
從語(yǔ)法來(lái)說(shuō)，這是將temp的值賦值給了一個(gè)叫P1的......東西。然而這個(gè)P1，就是剛才所說(shuō)的IO口P1。執(zhí)行這條語(yǔ)句后，P1口的8個(gè)引腳就會(huì)各司其職，輸出與之對(duì)應(yīng)位的值。例如P1.0引腳，它對(duì)應(yīng)的是最低位，temp為0xF0，也就是“11110000”，最低位為0，那么P1.0引腳的電位就會(huì)變成與Vss相同。也就是說(shuō)，執(zhí)行完P(guān)1=temp后，P1.7~P1.4的電壓會(huì)變得比Vss高5V/3.3V，P1.3~P1.0的電壓會(huì)變得跟Vss基本相同。
上文所分3.3V與5V的原因是51單片機(jī)的常見電源電壓有5V與3.3V兩種：對(duì)于5V單片機(jī)，“高”和“1”是比VSS的電壓高5V（只是理想情況，低一點(diǎn)也是可以的）；對(duì)于3.3V單片機(jī)，“高”和“1”是比VSS的電壓高3.3V（同樣是理想情況）。
好啦，單片機(jī)的輸入輸出也就是一個(gè)符號(hào)“=”的事，現(xiàn)在總結(jié)一下：?jiǎn)纹瑱C(jī)的作用是按要求對(duì)電壓信號(hào)做出電壓回應(yīng)，輸入和輸出的方式就是改變引腳的電壓和看單片機(jī)把引腳電壓改變成什么樣子。
（如需轉(zhuǎn)載，在下表示不勝榮幸，也請(qǐng)注明出處）

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