1、为什么要学习单片机技术?
将传统电子产品升级为智能电子产品需要用到微控制器技术。 也就是说,电视、电子表、计算器、数码相机、手机、MP3、遥控器、洗衣机等传统电子产品走向智能化、小型化所需的核心技术就是单片机技术。 因此,电子行业的工人一定要学好单片机技术,否则就会被社会淘汰。
2.什么是微控制器?
微控制器在一块集成电路板上集成了中央处理器(CPU)、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、定时器/计数器和各种输入/输出接口(I/O接口)等主要功能部件在微型计算机上。
这句话比较抽象,下面解释一下:
1、计算机的组成
众所周知,电脑的主机箱是由CPU、硬盘、内存、主板等组成,一个CPU约400元,一个硬盘约500元,内存约200元,一块主板成本500元左右。 这些东西加起来大约1600元。 如果配备显示器等设备,一台电脑大约需要3000至4000元。
2、计算机与单片机的连接
如果将计算机主机箱内的设备(CPU、硬盘、内存、主板等)缩小再缩小,然后集成到一个芯片中,这样的集成芯片就称为单片机。
如下所示:
从图中可以看出,单片机的尺寸并不大,通常采用双列直插40脚封装。 当然,功能较多的单片机可能会有更多的引脚,比如68个引脚,而功能较少的单片机可能只有68个引脚。 超过10个或20多个引脚,有的甚至只有8个引脚。
3、单片机内部结构
当然,这样的集成芯片(单片机)内部的CPU、硬盘、内存、主板等设备就不再这样称呼了。 我们来学习一下单片机的内部结构。
(1)单片机→CPU内部结构
CPU,它的名字没有变,仍然叫CPU(中央处理单元)。 它是单片机的核心部件,包括运算单元和控制器。
算术单元是算术逻辑单元ALU(Arithmeticlogicunit),其功能是进行算术运算和逻辑运算。
控制器一般由指令寄存器、指令译码器、定时电路和控制电路组成。 它的功能是完成指令的取出,将指令译码成各种微操作并执行指令,同时控制计算机的各个部件有序地工作。
(2)ROM,单片机的内部结构之一
“硬盘”,改名了,叫程序存储器,也叫只读存储器。 用ROM(只读存储器)表示。 它的功能类似于计算机的硬盘,用于存储用户编写的程序。 特点:断电后数据(程序)不会丢失。
(3)RAM,单片机的内部结构之一
“记忆”也改了名字。 在微控制器中,称为数据存储器,也称为随机存取存储器。 以RAM(随机存取存储器)为代表。 其作用是存储运算的中间结果、数据的临时存储和缓冲、标志位等。 特点: 断电后数据会丢失。
(4)I/O接口,单片机内部结构之一
“主板”相当于单片机的I/O接口电路(输入输出设备)。 当然还包括串口、并口、定时器、定时器等,其作用是与外围电路连接,进行输入、输出和某些特殊操作。
上面提到的这些东西都在一个集成芯片中。 我们把集成这些东西的集成芯片称为微控制器。 内部结构如下图所示:
当然,中国人称之为微控制器,也有一些外国人称之为MCU(Micro Controller Unit)。 有人也称其为嵌入式控制器(Embedded Controller)。
4、单片机价格(性价比)
了解完什么是单片机之后,我们来猜猜一般单片机的价格是多少?
Intel于1980年推出的标准MCS-51核心8051现在售价多少?
我告诉你,7元到10元之间!
Atmel的AT89c51、AT89s51、AT89c52、AT89s52一般多少钱?
我告诉你,7块钱左右吧!
宏晶的STC单片机价格更便宜,低至5元以内。
是不是太便宜了? 它是如何运作的?
5、单片机功能强大
你会认为一台“电脑”不到10元吗? 功能怎么样? 有什么功能吗?
我可以告诉你,它的功能非常强大,将是未来电子产品的发展方向。
只要有智能电子产品,就离不开单片机技术。 很有用,发展前景很好。
那大家一定很想学,那就去买这本书来看看吧……
哈哈,拿着书,不知道从何下手,可能是看不懂,感觉好难吧? 不要害怕!
那是因为你还没有掌握学习单片机的正确方法!
学习单片机,光看书是不够的,学起来也很困难。
学习单片机需要科学的方法和一些必要的条件!
3、如何快速入门单片机?
单片机是一门实践性很强的课程(具有半软半硬的特点),所以学习时一定要理论联系实际。
学习单片机技术必须注重“理论+实践”的方法。 如果只学习理论知识而不进行实际操作,效果是微乎其微的; 如果只进行实际操作而不学习理论知识,效果不会很明显。
因此,要学好单片机技术,必须理论与实践同时学习。 理论知识和实践技能就像一个人的两条腿,缺一不可。
我尝试过很多教学方法,综合考虑后,我仍然觉得普通教师创造的任务型教学方法是最有效的。 它是一种基于理论和实践的教学方法。
我基于任务教学法创建了“边做边学”的单片机学习方法,教学效果非常好。
“做中学”教学法概述
“做中学”教学模式以建构主义学习理论为指导,根据人类认知规律设计完整的项目作为教学内容。 它利用多媒体、网络、仿真技术、实验实训设备等教学手段,完成以特定任务组织教学的适合技能教育的教学模式。
4、学习单片机技术需要做哪些准备?
1. 一台计算机——用于编程和学习。 (3000至4000元)
2. MCU ISP下载线。 (10至20元)
这是一款性能稳定的免驱动ISP下载线,用于将用户成功编辑编译的原程序写入单片机芯片中。 插入电脑USB接口,驱动会自动安装。 另一端连接单片机产品的喇叭座。 通过单片机ISP下载线专用软件progisp20,可以快速方便地通过两步将单片机的原始程序*.hex下载到单片机产品中。 答对了。
3.单片机实验板
入门单片机技术后,还可以购买单片机实验板来加强学习,仅需300元左右。 一般的单片机实验板都会集成编程器和仿真器的所有功能。
开始接触单片机之后,建议购买一块单片机实验板!
4、微控制器芯片
还需要多买几个单片机芯片,如:AT89C51、AT89S51、AT89S52等。
有了这些东西,如果你了解了一些单片机的知识,就可以设计开发电子产品了。
5.单片机开发软件平台
推荐使用Keil软件。 Keil提供了完整的开发解决方案,包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和强大的仿真调试器。 这些部分通过集成开发环境(uVision)组合在一起。 一起。
Keil软件是目前最流行的MCS-51系列微控制器开发软件。 掌握该软件的使用对于使用51系列单片机的学习者来说是非常有必要的。
6.EDA工具软件Proteus
EDA工具软件Proteus主要用于单片机仿真。 它是目前模拟微控制器和外围设备的最佳工具之一。 深受单片机爱好者、从事单片机教学的教师以及致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。
7、MCU ISP下载线专用软件
为了配合MCU下载线的使用,需要准备MCU ISP下载线专用软件progisp。 最新版本是progisp2.0,速度和性能都有很大提高,操作简单,兼容性好。
学习单片机离不开软件,因此掌握单片机开发的常用软件非常重要。 建议使用英文版软件,不要汉化,习惯就好。
8.知识准备
单片机基础知识,包括单片机内部结构、引脚功能、中断系统、定时计数系统、串行通信系统等。单片机C语言基础知识,包括C语言数据类型和运算符、C语言语句、数组、指针、函数、编译预处理等
请注意,这些知识要边做边学。 在制作产品的过程中,需要什么知识就去学习什么。
9、焊接技巧
我们提倡使用通用板来制作微控制器产品。 因为这种实用的方法不仅可以锻炼焊接技巧,还可以提高识别单片机硬件电路图的能力。 更重要的是掌握单片机开发的基本步骤,提高软硬件的编程和设计能力。 为了给今后电子产品的开发设计打下坚实的基础,训练好拖焊技术非常重要。
10、单片机学习套件的准备
理论知识可以通过看书、看视频教程等方式来学习,实践技能则必须自己去实践。 购买微控制器生产的常用工具和学习套件已成为必然。
我们为大家设计了非常适合单片机入门的学习套件:单片机最小系统、基于单片机控制的十六通道LED Ni红灯、基于单片机控制的红外二极管感应计数器等单片机学习套件,如图如下图:
单片机最小系统
基于单片机控制的十六通道LED镍红光
基于单片机控制的红外二极管感应计数器
做好以上准备后,你就可以开始你的单片机学习之旅了。 在正确的学习方法指导下,你一定能够快速上手。 下一课我们将介绍单片机仿真软件Proteus的安装和使用。