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微控制器的課程學結

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人的一生是一個不斷學習、不斷成長的過程。轉眼間,研究生的學習生涯結束了,走上新的工作崗位。回頭看看,發現自己不知不覺已經走過了五年的微控制器學習之旅。

微控制器的課程學結

在2003年最初接觸微控制器的時候,在我心中覺得51就是微控制器,微控制器就是51,根本不知道還有其他微控制器的存在。那時候老師只教會了我們組合語言,根本不知道用C語言也可以進行微控制器開發。幸運的是,我加入了微控制器興趣小組,在老師的指導下,做了一系列實驗,有“基於ds18b20的溫度採集系統”、“有基於164的移位暫存器的燈光控制系統”、“有步進電機和直流電機的控制系統”。這時候我才發現,這是學習微控制器的一個最好途徑——在實踐中領悟理論,用理論指導實踐。在上課的整整一個學期中,雖然老師講得很詳細,但是大部分概念都是到了實際動手做東西的時候才弄明白的。而且在經歷了迷惑之後再搞清楚,印象就特別深刻。直到現在我對那些概念和介面都非常清晰。其實我也很慶幸學習和使用了兩年多的組合語言。由於有這些鍛鍊,我對微控制器底層結構和介面時序就弄得很清楚。在使用c語言開發的時候,優化程式碼和處理中斷也就不會太費勁。我覺得,雖然現在絕大部分微控制器開發都使用c語言,甚至有些公司還推出了圖形化程式設計的工具,這樣對於專案的開展從時間上快了很多,在管理上也規範了不少,但是從學習和想深入掌握微控制器精髓的角度來說,還是需要熟練掌握組合語言的使用。

機會總是青睞於有準備的人。也許有了前面一段時間的理論和實踐的積累,我才慢慢得到了一些參加科技競賽和參與科研專案的機會。在參加第一屆浙江省機械設計競賽的時候,我們設計的由多微控制器系統協調控制的“月球車”機器人奪得了唯一的一個特等獎。這個競賽給我最大的收穫是我對微控制器的認識改變了,它不再僅僅是一門學科了,它是一個可以讓你的創意得到充分發揮的平臺。後來參與了“基於視訊分劃技術的鋼捲尺自動切零位機”、“電能表渦槓渦輪齧合深度檢測系統”、“基於公共電話網的水錶集抄資料路由器”、“高精度電感微位移測量系統”等一些實際的專案。在這些過程中,我發現只是精通微控制器技術還不能很好的解決問題。體會最深的是,微控制器只有融合到各種應用領域中,才能展現它的最大活力。然而微控制器僅僅是一個工具而已,要做好微控制器系統還需要各種應用領域的專業知識的支援。例如,在“基於視訊分劃技術的鋼捲尺自動切零位機”中,就需要搞清楚全電視訊號的時序,弄明白鋼捲尺切零位機的工作原理,懂得怎麼利用疊加在視訊訊號中的橫豎線來進行刻度的瞄準等。沒有這些專業知識,就算微控制器技術再厲害也不可能做好這個專案。脫離應用背景的微控制器開發,就像一個沒有靈魂的軀體一樣。

隨著arm的出現,我曾經認為,8位微控制器可能在32位微控制器的衝擊下就此走進歷史,可是很快就認識到我是錯誤的。隨著技術的革新和時間的推移,各大微控制器公司紛紛將微控制器朝著片上系統這個方向發展,集成了現在各種流行的技術和常用的模組。我相信,在當前國內和國外的這個市場中,8位微控制器應用的市場仍然是充滿生機,活力無限。在市場的不斷變化和技術的不斷更新過程中,8位微控制器也會順應潮流不斷革新。

從我五年走過的路來看,微控制器學習的過程應該是一個循序漸進、不斷學習、不斷積累的過程,可以分為三個階段。

第一階段:掌握開發微控制器的必備基礎知識。首先是熟練掌握微控制器的基本原理,其實各家各門的微控制器其基本結構和原理都差不多,特別是共有的知識需要好好理解和掌握。例如,核心結構、記憶體分配、中斷處理、定時計數、序列通訊、埠複用等一些最基本的概念和原理。除此之外,我們還需要具備類比電子、數位電子、c語言程式開發知識以及原理圖和pcb設計等一些技能。在進行系統開發的時候,進行原理設計、pcb布板、程式編寫、系統聯調這些工作都是在所難免的。

第二階段:在掌握好一款微控制器原理和應用的基礎上,開始學習其他各家微控制器的獨有技術,學不了那麼多也要多瞭解瞭解。同時儘可能多地掌握微控制器的一些外圍器件和常用電路,以備不時之需。有時候客戶要求低成本,那我們只好選用合鈦、義隆、華邦等這類臺灣晶片;如果客戶要求工業級的效能,那麼我們就得從pic、nec、飛思卡爾、nxp等這些歐美和日式微控制器中選擇;若要進行功耗的開發,選用msp430系列應該有一定優勢;在進行測量儀器設計的時候,c8051和aduc842這類數模混合晶片就顯得比較方便。所以說最好每個型別的微控制器都會一兩款,在實際專案選型中可以更加靈活。另外,要注意平時的.技術積累。比如,在專案開發過程中將一些常用的介面程式和控制演算法整理成模組或者函式,在其他的專案開發中,有同樣或者接近的需求時馬上就可以使用,又快又好。

第三階段:在實際的專案開發過程中,不斷深化微控制器應用技術,不斷積累應用行業的專業知識。例如,我完成了“高精度電感微位移測量系統”,就會對電感感測器的測量機理和訊號特性、測量電路的設計、電磁相容處理、誤差修正和非線性處理等測控方面的專業技術有很深的認識。以後碰到類似的專案時,很多東西就可以直接利用了。有了紮實的微控制器應用相關的基礎知識,並且熟悉掌握了幾款不同型別微控制器的開發方法,再結合實際的應用背景,那麼就可以隨心所欲,設計出效能最優、結構最合理的微控制器應用系統。這是我最大的奮鬥目標,我覺得這也應該是微控制器應用的最高境界吧。

在這五年的學習中,有感慨、有遺憾、有憧憬、有希望,更重要的是我對微控制器應用這個領域充滿熱情。由於才疏學淺、涉世未深,希望能與行業裡的各位老師多多交流,不斷學習,不斷成長。

微控制器的課程學結 [篇2]

51微控制器學結:

一、什麼是微控制器?

在一片積體電路晶片上整合微處理器、儲存器、i/o介面電路,從而構成了單晶片微型計算機,即微控制器。 intel公司推出了mcs-51系列微控制器:整合 8位cpu、4k位元組rom、128位元組ram、4個8位並口、1個全雙工序列口、2個16位定時/計數器。定址範圍64k,並有控制功能較強的布林處理器。

二、微控制器的作用:

(1)用到微控制器的專案經驗介紹;

(2)手持糧庫溫度尋檢裝置;

(3)畢設答辯打分器;

(4)電話檯燈;

(5)自動感應水龍頭;

(6)凡是與控制或簡單計算有關的電子裝置都可以用微控制器來實現,再根據具體實際情況選

擇不同效能的微控制器,如:atmel,stc,pic,avr,凌陽,80c51,arm等;

(7)工業自動化:資料採集、測控技術;

(8)智慧儀器儀表:數字示波器、數字訊號源、數字萬用表、感應電流表等;

(9)消費類電子產品:洗衣機、電冰箱、空調機、電視機、微波爐、手機、ic卡、汽車電

子裝置等;

(10)通訊方面:調變解調器、程控交換技術、手機、小靈通等;

(11)武器裝備:飛機、軍艦、坦克、導彈、太空梭、魚雷制導、智慧武器等;

三、學習微控制器之前預備知識

(1)數位電路中只有兩種電平:高和低;

定義微控制器為ttl電平:

高 +5v 低 0v

(2)rs232電平:計算機的串列埠:

高 -12v 低+12v

所以計算機與微控制器之間通訊時需要加電平轉換晶片;

(3)進位制轉換與邏輯、算術運算;

(4)c語言基礎;

(5)80c51瞭解;

80c51是mcs-51系列中的一個典型品種;其它廠商以8051為基核開發出的 cmos工藝微控制器產品統稱為80c51系列。

(6)

匯流排(bus)是計算機各部件之間傳送資訊的公共通道。微機中有內部匯流排和 外部匯流排兩類。內部匯流排是cpu內部之間的連線。外部匯流排是指cpu與其它部件之間 的連線。 外部匯流排有三種: 資料匯流排db(data bus), 地址匯流排 ab(address bus) 和控制匯流排 cb(control bus)。

(7)

CPU:由運算和控制邏輯組成,同時還包括中斷系統和部分外部特殊功能暫存器; RAM:用以存放可以讀寫的資料,如運算的中間結果、最終結果以及欲顯示的資料; ROM:用以存放程式、一些原始資料和表格;

I/O口:四個8位並行I/O口,既可用作輸入,也可用作輸出;

T/C:兩個定時/記數器,既可以工作在定時模式,也可以工作在記數模式;

五個中斷源的中斷控制系統;

一個全雙工UART(通用非同步接收發送器)的序列I/O口,用於實現微控制器之間或微控制器與微機之間的序列通訊;

片內振盪器和時鐘產生電路,石英晶體和微調電容需要外接。最高振盪頻率取決於微控制器型號及效能。

(8)C51資料儲存型別

例:

資料型別 變數名

char var1;

bit flags;

unsigned char vextor[10];

int wwww;

注意:變數名不能用C語言中的關鍵字表示。

(9)包含的標頭檔案(可以在安裝目錄下INC目錄下檢視)

通常有:reg51.h reg52.h math.h ctype.h stdio.h stdlib.h absacc.h

常用有:reg51.h reg52.h

(定義特殊功能暫存器和位暫存器);

math.h (定義常用數學運算);

(10)中斷服務程式的格式

函式名()interrupt n using m

{

函式內部實現 ….

}

(11)I/O口定義

sbit beep=P2^3;

(12)微控制器的基本時序

機器週期和指令週期

振盪週期:也稱時鐘週期, 是指為微控制器提供時鐘脈衝訊號的振盪源的 週期,TX實驗板上為11.0592MHZ。

狀態週期:每個狀態週期為時鐘週期的 2 倍, 是振盪週期經二分頻後 得到的。 機器週期:一個機器週期包含 6 個狀態週期S1~S6, 也就是 12 個時 鍾週期。 在一個機器週期內, CPU可以完成一個獨立的操作。

指令週期:它是指CPU完成一條操作所需的全部時間。 每條指令執行時間都是有一個

或幾個機器週期組成。MCS - 51 系統中, 有單週期指令、雙週期指令和四周期指令。

四、學習微控制器目標

最小系統能夠執行起來的必要條件:

(1)電源 2.晶振3.復位電路

對微控制器任意IO口的隨意操作:

(1)輸出控制電平高低2.輸入檢測電平高低。

定時器:重點掌握最常用的方式2

中斷:外部中斷、定時器中斷、串列埠中斷

串列埠通訊:微控制器之間、微控制器與計算機間

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微控制器的課程學結 [篇3]

微控制器,是與計算機(電腦)並行發展的兩個方向。微控制器是將運算器控制器(cpu)、儲存器、io口整合在同一塊晶片上微機。

當開始上微控制器的時候,鄧老師告訴我們,只要把微控制器學好了,將來就不愁找工作了。於是,我就非常渴望學好微控制器。之後,我就到到圖書館看相關的書。令我很幸運的是,我發現了一本非常非常好的微控制器入門書《微控制器應用從零開始》。通過這本書,我逐漸明白了微控制器的結構:微控制器一般為40引腳,五個外部中斷(外部中斷源0和1,計數定時器0和1溢位,序列口首發),序列通行。通過這本書,我知道了微控制器的內部結構、一些基本應用以及一些基本程式設計。同時,最重要的,這本像講故事一樣的微控制器入門書讓我對微控制器產生了濃厚的興趣。令我很爽的一件事是,我只花了一週時間就把這本書給看完了。

在上微控制器課的時候,最難的的程式,以及它的演算法。讓我感覺很棒的是,我很快掌握了微控制器111條指令中的絕大部分指令,我想在所有同班同學中我是最先掌握指令的。這讓我很欣慰,也上我產生了很強悍的自信,這在大學是從來沒有的。記得有一次,一同學做我後面,課間問了我一道程式題,我給他講得頭頭是道,他讚美了我一句“你真牛”,那種感覺太爽了。這種時候就讓我想起了國中高中的時候,自己總是受老師表揚的時候。微控制器難的一方面是微控制器本身的內部結構、各種內部外部資料儲存器的內部結構,以及各種結構。

我在學微控制器期間,總結了這樣一句話:“只要弄透了各個程式的演算法和各個晶片的結構,微控制器就學透了。”假如讓我從新來學過,我會重視這兩個方面。

做微控制器實驗,讓我更進一步對微控制器產生了興趣,也讓我開始學會編寫程式。我認為,我們的鄧老師引導我們得非常好!他讓我們自己去看懂程式,他讓我們自己去摸透這些機器。這對我觸動很大!這對我將來也很有幫助!

在大學,有兩位老師對我觸動很大。一位是線性代數老師王老師,他告訴我們“堅持比勤奮更重要”。另一位就是微控制器鄧老師,他讓我們自己去琢磨,自己去動手。

在昨天上午的考試中,有一個細節讓我非常感動。當還有15分鐘,鄧老師問我做完了嗎?當時特感動,我一定要當一位優秀的大學生!

最後我希望昨天的考試能考好!