現(xiàn)在的電子產(chǎn)品，隨便拿來一個(gè)拆開，都能看到單片機(jī)的身影，單片機(jī)在電子產(chǎn)品中已經(jīng)成了標(biāo)配。因?yàn)楝F(xiàn)在的電子產(chǎn)品都是以單片機(jī)為核心，根據(jù)不同的需求加以不同的外設(shè)電路，再做一些認(rèn)證相關(guān)的設(shè)計(jì)工作，都是這個(gè)構(gòu)架。以智能手環(huán)為例，可以實(shí)現(xiàn)步數(shù)統(tǒng)計(jì)、心率檢測(cè)、液晶顯示、與手機(jī)藍(lán)牙通訊、手機(jī)來電振動(dòng)等功能，這些功能通過選用相關(guān)的傳感器、元器件來實(shí)現(xiàn)，最后單片機(jī)做數(shù)據(jù)處理和邏輯處理，核心還是單片機(jī)，功能框圖如下所示。

1-以單片機(jī)為核心的智能手環(huán)電路框圖

如今，各種家電、智能穿戴設(shè)備、各種數(shù)碼產(chǎn)品層出不窮，需求量越來越大，這也使得單片機(jī)工程師這個(gè)崗位需求量巨大，在不同的公司中，這個(gè)崗位有不同的稱呼，如單片機(jī)工程師、電子工程師、硬件工程師、數(shù)電工程師等。相對(duì)于互聯(lián)網(wǎng)程序員，單片機(jī)工程師低調(diào)的多，因?yàn)橛布且粋€(gè)平臺(tái)，是幕后，所有的效果、界面都是由代碼呈現(xiàn)的，所以程序員成了臺(tái)上的明星。平臺(tái)可能只有一個(gè)，但是明星卻有很多，這就要求你這個(gè)平臺(tái)夠硬。可以單片機(jī)工程師的重要性并不亞于程序員，而單片機(jī)工程師的待遇也不會(huì)很差，前提是你要堅(jiān)持住。

2-華為體脂秤的國(guó)產(chǎn)單片機(jī)，來自芯?？萍?/span>

所以，單片機(jī)是一門很有用的技術(shù)，學(xué)會(huì)單片機(jī)可以找一份很好的研發(fā)崗工作，享受很好的工資待遇。但是萬(wàn)事開頭難，在初學(xué)入門階段可能摸不著頭腦無從下手毫無頭緒，如果有了比較好的學(xué)習(xí)方法，單片機(jī)學(xué)習(xí)起來也是很有趣、很容易的。和大家分享一下單片機(jī)以及單片機(jī)C語(yǔ)言編程的學(xué)習(xí)方法。

1.選擇一塊合適的單片機(jī)開發(fā)板

單片機(jī)開發(fā)板集成了各種常用的外設(shè)資源，并有詳細(xì)的配套例程和教程，大大方便了初學(xué)者的學(xué)習(xí)。不管你是從51單片機(jī)開始，還是直接從STM32、AVR開始，建議選購(gòu)一塊單片機(jī)開發(fā)板。大家在選擇開發(fā)板的時(shí)候，可以按照以下幾個(gè)方面認(rèn)真篩選：

硬件資源的豐富程度，開發(fā)板配套的硬件資源越多，那初學(xué)者所接觸的內(nèi)容也就越多，所涉及的知識(shí)面也就越廣，在后期擴(kuò)展學(xué)習(xí)時(shí)也就越方便。

配套程序的豐富程度，開發(fā)板還配備了和硬件資源相關(guān)的例程，在前期需要根據(jù)例程學(xué)習(xí)單片機(jī)寄存器的配置方式、要學(xué)習(xí)軟件控制硬件的原理，所以例程豐富利于初學(xué)者學(xué)習(xí)。

是否有及時(shí)的技術(shù)支持，在初學(xué)階段會(huì)碰到各種各樣的問題，問題可能很簡(jiǎn)單但是需要?jiǎng)e人的指點(diǎn)，如果有技術(shù)支持與之對(duì)接那就很容易解決在學(xué)習(xí)過程中遇到的各種問題，事半功倍。

頭文件不要選擇修過的，較大的開發(fā)板廠商都修改了單片機(jī)的頭文件，這么做的目的是為了統(tǒng)一自己的風(fēng)格，跟其他競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手區(qū)分開來，也保護(hù)了自己的消費(fèi)群體，從短期來看這可能方便了初學(xué)者的學(xué)習(xí)，但是卻不推薦這么做。因?yàn)橛镁昧怂麄兊念^文件，就會(huì)生疏原始的頭文件，如果換了另一種品牌的單片機(jī)可能很不習(xí)慣，甚至都不知道怎么去使用原始的頭文件。我們學(xué)習(xí)的是單片機(jī)，并不是開發(fā)板廠商提供的平臺(tái)。

3-單片機(jī)開發(fā)板實(shí)物圖

2.先從GPIO口的配置開始學(xué)習(xí)

GPIO口是單片機(jī)最基本、最重要的資源，所有的外設(shè)資源都是通過連接GPIO口來實(shí)現(xiàn)的，單片機(jī)開發(fā)板也配套了很多與GPIO相關(guān)的硬件資源，例如流水燈控制、按鍵輸入檢測(cè)、蜂鳴器控制、繼電器控制、數(shù)碼管顯示、液晶顯示等，這些都是通過GPIO的輸入或者輸出功能來實(shí)現(xiàn)的。幾乎每一個(gè)初學(xué)者都是把流水燈作為入手單片機(jī)的第一個(gè)項(xiàng)目。通過這些基本的操作，初學(xué)者能學(xué)到單片機(jī)GPIO口的基本概念、配置方式還有相關(guān)硬件電路的設(shè)計(jì)原理，為后面的繼續(xù)學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

下面是典型按鍵輸入檢測(cè)電路和蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路，通過這兩個(gè)電路可以學(xué)會(huì)很多基本的電路設(shè)計(jì)知識(shí)和程序設(shè)計(jì)知識(shí)。

4-基本的輸入輸出電路

圖中按鍵輸入檢測(cè)電路中的的電阻R75叫做上拉電阻，在按鍵沒有按下的時(shí)候單片機(jī)檢測(cè)到高電平，按鍵按下后檢測(cè)到低電平，這個(gè)電阻可以防止因引腳懸空所帶來的誤檢測(cè)。蜂鳴器 驅(qū)動(dòng)電路中是通過三極管來控制蜂鳴器，電阻R76用作限流保護(hù)蜂鳴器，電阻R78用于下拉防止誤動(dòng)作，這個(gè)電路中三級(jí)管工作在截止和飽和狀態(tài)。當(dāng)單片機(jī)輸出高電平1時(shí)三極管飽和導(dǎo)通蜂鳴器發(fā)聲，當(dāng)單片機(jī)輸出低電平0時(shí)三極管截止蜂鳴器不工作。

3.學(xué)習(xí)單片機(jī)重要的片上資源

單片機(jī)的功能之所以強(qiáng)大，是因?yàn)榧闪撕芏嗥腺Y源，常見的如定時(shí)器功能、AD采樣功能、外部中斷資源、PWM功能等，合理的利用這些資源可以提高電路的設(shè)計(jì)效率、降低電路的設(shè)計(jì)難度，使技術(shù)方案更加優(yōu)化、產(chǎn)品成本更低、性能更穩(wěn)定。所以學(xué)習(xí)這些片上資源非常重要。

定時(shí)器/計(jì)數(shù)器功能，定時(shí)器可以實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)功能，實(shí)現(xiàn)精確的定時(shí)、延時(shí)功能；而計(jì)數(shù)器可以實(shí)現(xiàn)外部時(shí)鐘源、脈沖源的計(jì)數(shù)功能，可以統(tǒng)計(jì)脈沖信號(hào)的個(gè)數(shù)，實(shí)現(xiàn)頻率/周期的計(jì)算等功能。

AD采用功能，這個(gè)功能可以實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)向數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)化功能，將模擬信號(hào)量化為數(shù)字信號(hào)，方便單片機(jī)處理。該功能在傳感器產(chǎn)品中應(yīng)用比較多，比如溫度采集、電流采集等。配合相關(guān)元器件/敏感探頭的使用可以將環(huán)境中連續(xù)的物理量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，單片機(jī)處理后可以精確的得到實(shí)時(shí)的物理量的值。

中斷資源，所謂中斷就是優(yōu)先級(jí)較高的事件把正在進(jìn)行的事件打斷，中斷事件處理完畢后再接著處理剛才的事件，使用中斷資源可以節(jié)省單片機(jī)的資源，提高單片機(jī)的執(zhí)行效率。

5-NTC溫度檢測(cè)電路

上圖是一個(gè)簡(jiǎn)單的溫度檢測(cè)電路，感溫元器件使用具有負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻NTC來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)NTC的阻值減小，那么NTC兩端的電壓就變小，單片機(jī)通過AD采樣功能采集NTC兩端的電壓值，通過該電壓值反推出當(dāng)前NTC的電阻值，再根據(jù)NTC電阻值和溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系計(jì)算出當(dāng)前環(huán)境的溫度值，從而實(shí)現(xiàn)了溫度傳感器的功能。

4.學(xué)習(xí)單片機(jī)的通訊功能

單片機(jī)帶有通訊功能，常用的通訊功能有UART、IIC、SPI、CAN、USB等，UART即可以實(shí)現(xiàn)通訊功能，又能實(shí)現(xiàn)單片機(jī)程序的下載功能，所以UART基本是單片機(jī)的標(biāo)配資源。UART配合其他電平轉(zhuǎn)換芯片可以衍生出多種通信方式，如通過MAX232芯片可以RS232的通訊、通過MAX485可以實(shí)現(xiàn)RS485總線的通訊功能、通過42675可以CAN總線通訊等功能。除此之外，還可以通過UART實(shí)現(xiàn)wifi無線傳輸、藍(lán)牙無線傳輸和RF射頻等無線通訊功能。

6-RS485接口典型電路

上圖是通過MAX3845所實(shí)現(xiàn)的RS485接口電路，電平轉(zhuǎn)化芯片通過UART和單片機(jī)連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的透?jìng)鞴δ?，圖中的三極管用于通訊時(shí)的數(shù)據(jù)方向的切換。

按照以上步驟學(xué)習(xí)完，你應(yīng)該對(duì)單片機(jī)掌握了一大半了，對(duì)常見的外設(shè)電路了解的也差不多了，接下來需要實(shí)戰(zhàn)一下。

5.參與/主導(dǎo)單片機(jī)項(xiàng)目

學(xué)習(xí)單片機(jī)的目的就是為了以后能夠用單片機(jī)設(shè)計(jì)出方案合理、性能穩(wěn)定、成本占優(yōu)的產(chǎn)品，所以要抓住參與項(xiàng)目的機(jī)會(huì)，在項(xiàng)目中鍛煉實(shí)踐動(dòng)手能力，學(xué)會(huì)項(xiàng)目的開發(fā)流程。開發(fā)產(chǎn)品中會(huì)涉及到需求的分析、技術(shù)方案的制訂、芯片的選型、技術(shù)原理的實(shí)現(xiàn)、功能調(diào)試、各中認(rèn)證等工作，最后才是產(chǎn)品的量產(chǎn)。同時(shí)，要學(xué)會(huì)和項(xiàng)目同事打交道，提升自己的項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)能力。

7-產(chǎn)品開發(fā)流程

6.以動(dòng)手為主，看書為輔

經(jīng)常有朋友問我，讓我給推薦學(xué)習(xí)單片機(jī)的書籍。單片機(jī)不是一門偏重理論的課程，而是重在動(dòng)手實(shí)踐。不建議大家以看書為主，在早些年的時(shí)候我也看過很多關(guān)于單片機(jī)教學(xué)的書籍，但是看多了就發(fā)現(xiàn)了問題，市面上很多關(guān)于單片機(jī)相關(guān)的書籍都是塑成形的基本內(nèi)容大同小異，而且都是以單片機(jī)的數(shù)據(jù)手冊(cè)內(nèi)容為主，或者是直接翻譯過去的，或者是直接摘錄的。任何一種芯片，最權(quán)威的資料永遠(yuǎn)都是官網(wǎng)發(fā)布的數(shù)據(jù)手冊(cè)，現(xiàn)在單片機(jī)廠商都很注重資料的分享和學(xué)習(xí)筆記的分享，甚至很多單片機(jī)廠商為了推廣單片機(jī)都做了各種技術(shù)方案掛在網(wǎng)站上。所以，大家在使用單片機(jī)的過程中遇到了問題首先要去翻閱數(shù)據(jù)手冊(cè)和官網(wǎng)的學(xué)習(xí)筆記，這是最直接有效的方法。

以上就是關(guān)于學(xué)習(xí)單片機(jī)的幾點(diǎn)建議，希望對(duì)大家起到一定的啟發(fā)作用。

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