单片机外围器件学习攻略,小白必看!

2022年2月26日 311点热度 0人点赞 0条评论
某同学求助:单片机现在水平只能说会,想在外设上多多学习下,手里面只有开发板,请问大家有没有什么好的方法?目前基础知识只有C,会单片机,数电也懂点,模电没看过,电路还没有开课……

对此,我想给出以下学习建议:

  • 基础知识一定要学好;

  • 分模块学习;

  • 做完一个项目一定要总结;

  • 学通了一种单片机,再学习其他的单片机就会上手很快,学习外设同理;

  • 学会移植(抄)程序。


一、基础知识

技术性的东西学习起来都是一层一层的,如果前面的基础知识如果没有学好,到了后面的学习会让你懵懵懂懂,最后会走很多弯路。

对外设的学习,可以从两方面来看,一个是单片机与外设的电路图连接,这是硬件方面;另一个是软件方面,如何用软件控制这个外设。例如:


图片

这是一个LED流水灯模块,你至少要从电路图上知道以下信息:

  • LED灯D1到D8分别连接到了单片机的P1.0到P1.7引脚;

  • 当你把其中一个引脚置零,相应的LED灯就会亮。

这是读电路图的能力,是最基础的也是最重要的。
然后是例程,点亮一个LED灯。

#include<reg52.h>

sbit LED=P1^0;

void main (void)
{
    LED=0;
    while (1);
}
那么,为什么要包含reg52.h?里面有什么内容?sbit是什么意思?是标准C里的关键字还是keil C里的关键字?为什么要写这一条语句?为什么最后要加while死循环?

初学的时候,一般是不会问自己这些问题的,我自己学的时候都没有问过自己这些问题。但是这些知识点恰恰却是基础,或者说学习时的盲点。

关于基础我就不多写了,点到即止。
二、分模块

不多说了,我直接上我的学习资料的图片吧,买了学习板后客服送的资料挺好的。
图片
可以说,这些都是外设。把每一个模块的电路图分析一遍,再把代码分析一遍,真是够大学玩四年的了。

对了,光看资料是不够的,因为资料是非常凌乱的,你根本不知道从哪开始看,这个时候就很有必要
买一本关于单片机的书,因为讲技术的书籍都是整理好的,你做什么模块,就看那一章节,边做实验边看书边看资料,学习是非常快的。这种方法不一定适合每一个人,但是至少我就是这么过来的。
熟悉完几个模块后,可以尝试把这几个模块组合起来,给自己一个小项目做。比如我就试过用DS1302(一种时钟芯片)和LCD1602做过一个LCD日历+时钟。
三、总结
重要的事情说三遍:一定要总结!一定要总结!一定要总结!

把你用到的技术,对电路图的分析,对代码的分析用文字描述出来。总结不需要逐字逐字的打,可以拷贝资料里的文字以及代码等等,但一定要先理解透彻,如果没有理解透,请不要把那些文字拷贝到你的总结里,又不是为别人写什么文章,只是为自己而学(像点亮LED这种简单的项目就不用总结了)。
如果不知道总结要写什么,可以参考大学里的单片机实验指导书或者实验报告。我一直觉得,写那些实验报告和课程设计报告真是最好的学习方法啊!可能以后出来工作再也不用写实验报告或者课程设计论文了。

我们的实验报告是这样的:

  • 实验目的

  • 实验内容

  • 仪器、设备和材料

  • 实验原理(用到了什么芯片,什么外设)

  • 实验步骤

  • 实验结果(代码)

  • 注意事项

如果是自己写的总结,最重要的就是4,其他什么的都可以不写。把用到的芯片、外设、电路图和代码整理总结一下,对这些技术的理解就会非常深刻的。注意事项可以写一些做实验中为什么卡住的技术难题,或者很多资料都没写,自己发现的技术细节。比如红外NEC协议:
图片

这是NEC协议的典型脉冲链,一开头有一个9ms的高电平,和4.5ms的低电平,接下来是用户码和数据码等等。但是,在红外接收头那一端,这些信号是相反的。

也就是说,红外接收头输出信号的那个引脚,在没有信号的时候输出高电平,当接收到信号后会输出一个9ms的低电平和4.5ms的高电平,接下来是取反的数据码等。
一开始学习的时候不一定会注意到这些细节,以为只要例程跑起来了,看懂了例程代码和电路图就算学会了。不是这样的!我曾经为老师调试过这个红外协议,为了优化红外接收的稳定性和精确性,差不多调试了一个半月(其实也就每星期就花8、9小时吧?记不清了)。最后项目结束后一总结起来,发现了很多很多以前没有注意到的知识点。
总之,一定要总结,不要偷懒。
我现在就正在尝试总结IIC,SPI,UART这些总线协议。有些技术知识一总结了之后,我就会发现了好多调试程序的时候学不到的知识点。比如SPI,我用它的时候就只是很简单的移植程序(在某宝买回来的模块,客服都会顺便把例程给你了),看懂了例程,然后就可以按自己的想法修改程序了,根本没吃透SPI。但对SPI有了一个感性的认识,回过头来再总结,联想自己做项目遇到的技术难题,就会发现是某个知识点不知道从而下不了手而已。另外,不一定要做完项目后才总结,查资料的时候就可以开始总结了。

再说一遍,我说的总结写起来很简单,就是把你分析过的,理解透的相关技术资料用新的word文档组织起来。
四、一通百通
我认为,只要你精通了一种单片机,再学习其他单片机是非常快的,学习外设同理,学习其他东西也是一样的。
还是帮老师做项目的时候(真心觉得多参与项目收获是非常多的),用到了LCD12864,后来我发现LCD12864和LCD1602的指令是类似的,而1602我之前就用它做过一个时钟,于是使用LCD12864的时候我非常的有信心。而且,我也是在使用1602的时候,加深了「对芯片的操作本质上是对寄存器的操作」这句话的理解。除了二极管、数码管、蜂鸣器这些分立元件,其他诸如液晶显示屏、外部存储器(24C02)、DS1302等等这些有芯片的外设,本质上都是对寄存器的操作。
所以,不用担心以后玩其他的模块需要重新学习,那些外设或者说模块,都是有一定的标准的。就比如LCD液晶模块,我只是稍微接触过LCD1602,之后上手LCD12864是非常快的,而且那个LCD12864没有例程,需要自己写程序,只有初始化程序需要修改下,然后其他的驱动程序我都是直接移植1602的了。
五、学会移植
上面刚刚也引出了第五点,学会移植程序。51单片机真的是在行业内玩烂了的单片机,几乎每一个电类专业都会学,所以如果你想用51控制任何外设,在网上基本能找到很多资料和程序,很多程序不需要自己重头写的,这就是一个很好的机会去理解外设的工作原理和程序。当你不用51作为主控芯片的时候,或者使用了类似的外设时,直接移植之前的程序就可以了。
接下来,说一些题外话。实际上,我想强调的就是以下几点:

  • 基础

  • 分模块(分成小目标学习)

  • 总结

  • 先精通一种

不止这样学习单片机比较好的,学习任何东西都可以这样做的。
那些看时序图、看datasheet的能力,我觉得可以在写总结的时候提高一下。会看datasheet是工程师一项基本能力,我想问,玩了51那么久了,看过51的datasheet么?没看过?可以马上去看啊!会看了51的datasheet,也就会看其他芯片的datasheet了(一通百通)。
由于本人比较偏软,硬件方面我就只能稍微提及一下了。一开始的时候,最主要的是学会分析电路图。比如:
图片
这是学习板上的DS1302模块电路图。

从电路图中可以看出是用单片机的哪两个引脚控制该模块?
晶振在电路图中有什么作用?电容C12有什么作用?

分析了电路图,就会明白其中的原理,需要设计的时候就会信手拈来,或者看datasheet来设计电路图时,就会知道为什么要这样设计。

这里我只强调一个词:原理

至于什么画电路图的,画PCB的我就不提了。

来源:网络

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这个人很懒,什么都没留下

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