單片機入門基礎-單片機原理

首先聲明：下面的內容只針對剛接觸并想自學單片機的朋友，不包括已會一種單片機而想學另一種的讀者當你有了學習單片機的愿望，接下來的問題就是從何學起，如何學。對于在校學生有老師指導，開始時的迷茫會少的多，而靠自學的朋友麻煩就多一些。例如從哪種單片機學起?需要哪些器材?買什么書籍有用?做些什么實驗?......等等。這里就自學單片機過程中的方法和問題向初學者做一些引導和提示。

學單片機之初，你必須懂一些數字電路，若對數字電路中的一般概念都很模糊，最好還是再補習一下再來學單片機。接下來你最好先選一種單片機機種進行學習，因為目前單片機機種較多，其結構和指令均不相同，若這種學兩天，那種學兩天往往會灘多嚼不爛。這里建議你最好先學8051單片機，因為8051方面的書籍、資料、器材都較多。PIC和AVR以及其它類型的單片機雖有其長處，但現在的書籍、資料以及器件供應并不理想，不太適合初學者選擇。若你對這些并不在意的話那選擇后者進行學習也未尚不可。

我們建議你選擇8051單片機開始學習的原因還在于8051家族的派生品很多，例如ATMEL公司的AT89C51系列單片機就是完全兼容MSC-51 8051系列的(也就是說，AT89C51的指令、管腳、內部主要結構，以及用法與MSC-51相同)，他不但兼容，而且還有不少創新，比如他的程序存儲器可以電擦、寫，一片IC就擁有了過去單片機的最小系統，不需要以前所謂的373和EPROM元件;所以，實驗時的電路連接、電路板自制都比較容易，加上目前其價格較底，你學習的片子也可以做產品，做產品的片子也可以做實驗，當然AVR系列也有這些特點;而PIC及其它系列在這一點上則顯得不太理想。

購買單片機的書籍最好是書的前面你能看懂，而書的后面你不懂，若前后都看不懂的書最好先別買，因為這本書短時間內不會對你起多大作用。當然若不是把書當資料查也不必買前后你都懂的書，因為它對你來說有點淺。應以原理書籍為主。其次可以購買一些應用方面的書籍以便參考。

電子技術本身與實驗離不開，若光靠看書是很難理解其原理和學會單片機開發的。你應該購置相關單片機的芯片、編程器、實驗板，以及開發他的相關軟件。并以邊看書邊實驗的方式進行學習其效果將明顯好的多!由于初學，不可能購置很多昂貴的設備，建議學習用的單片機芯片其程序儲存器是可以反復可擦寫的，如AT89C系列或AVR系列。這樣，在學習燒寫時是無后顧之憂的。

好啦，現在來談談單片機開發的步驟。想讓單片機按你的意思(想法)完成一項任務，必須先編寫供其使用的程序，編寫單片機的程序應使用該單片機可以識別的“語言”，否則你將是對“石”彈琴。目前較流行的有匯編和C語言;匯編語言可以精確的控制單片機工作的每一步，而C語言則注重結果，不必關心單片機具體的每一步。習慣上宜先學匯編語言后學C語言，這樣可以對單片機有一個更深的了解，再說，就是用C語言編程，在需要精確控制時還需要嵌入匯編語句。當然，也有一開始就用C語言的，后來再學匯編;若你學過計算機的 Turbo C ，開始就學單片機的C也許會更快一些。

單片機程序是用文本編輯器編寫的純文本文件，象我們平常在windows計事本中用漢語寫計劃一樣，先這件事后那件事的去寫，以所使用單片機語言的語法，按我們的想法把單片機要做的事“一件一件”的依次寫下來，遇到“有些事”是重復的，就指明在什么什么地方已有說明(跳轉)，在正常安排中若有其它突發事件出現，必須寫一段突發事件處理計劃(中斷)......。最后保存文件的擴展名應與所使用的語言要求的名字一致;我們漢語的文章一般保存為*.txt擴展名，而匯編語言的文件擴展名一般應為*.asm;有的開發系統則有自己的規定，如用 Keil C51開發系統，編寫的匯編程序擴展名也可以是*.a51;當然Keilc51開發系統也有自己的編輯器，不必用Windows中的計事本;Keil的使用見本站的軟件教學。

無論我們使用匯編語言，還是C語言編寫的程序，只是給我們看的，這個程序還必須經過與該語言對應的軟件將我們能看懂的匯編或C“翻譯”(編譯)成所用單片機可以識別的代碼。將單片機可以識別的代碼燒寫(編程)到單片機程序存儲器中，單片機裝的實際電路中才能依你的“計劃”去工作。

對于8051系列單片機來說，Keil C開發系統集成了原程序編輯、程序匯編和編譯、仿真模擬等功能，同時支持匯編、C51、PL/M 語言，所以我們特別推薦大家使用。若你的電腦很老，如486以前的電腦可使用DOS下的宏匯編匯編器ASM51;這個匯編器可以對出錯語句進行中文提示;你源程序的注釋部分還可以使用中文，這更便于你今后對程序的維護。

編譯出的代碼一般擴展名為*.hex或*.bin;這個代碼文件必須送到單片機中單片機在電路中才能按你的“計劃”去工作。將這個代碼文件送到單片機中的工具就是編程器，與電腦連接的編程器一般都通過并口或者串口與編程器的硬件連接，也有相應的服務程序;在連接好電腦與編程后運行其服務程序，在服務程序中先選擇所要編程的單片機型號，再調入前面所得到的代碼文件，接下來就用編程器將這個代碼文件燒寫到單片機中。到此，單片機開發的一個過程就大致完啦。

當然，你不可能一次就把你的“計劃”用單片機的語言完美正確的將源程序寫好(就是我們平常制訂的計劃在實際中也有修改的)，這就需要反復修改源程序，反復編譯、燒寫到單片機中、反復將單片機裝到電路中去實驗。由于單片機執行每一條語句所用的時間很短，有時你無法得到其中間的結果，也無法判斷程序出錯的位置，這時你可以使用軟件模擬的方法，讓程序一步一步的執行，每執行一步，通過查看單片機中各關鍵數據的變化情況，來找到錯誤或沒按你“計劃”執行的語句，從而達到排錯的目的。若你資金不成問題的話，也可以購買單片機仿真器，他可以取代實際電路中的單片機，在電腦的控制下一步一步的去排錯。實際上無論軟件模擬(仿真)還是硬件仿真，其功能遠不止這里講的這一點點。

單片機學習是一個實驗與體會的過程，當中有快樂與煩惱，當你學會單片機開發后，你將會理解我為什么在這里想方設法的打比喻，說“白話”。