转载经验

一页纸讲清单片机

也许有人问:有没有那么简单呀?

当然不会那么简单啦,首先你要把书读薄,然后再把书读后,最后把书放进自己脑子里,形成自己的一套思路。

理解任何一个事物,最好把握它的本质。对于各个各样的嵌入式微处理器产品,实际上用一页纸就可以把本质的脉络说清楚。有这么神奇,嗯...我也是自己总结的,大家可以看看,加以斧正。

8位和32位机都可以看成是“内核+外设”的结构,外设多,单片机就复杂些,总线位数高,运行就快一些。本质上还逃不出这个架构。对于设计人员编程来说,操作外设实际上就是读写各种特殊功能寄存器,传输数据就是读写总线,相应外设就是处理中断。除了这三大操作,好像没有其他了。当然对于不同的外设,其特殊功能寄存器的定义不同,中断向量不同,操作流程不同,但本质上还是在操作寄存器、总线和中断。

有人不服说,不会吧,一定还有别的。当然有了,但对于初学者来说,不要钻牛角尖,把常见的、大多数的东西把握了,慢慢再去研究小众技能吧。上面讲了这么多,实际上就想告诉初学者:嵌入式或者单片机的入门真的不难,但也不容易,需要你拿出态度来。我经常对我的学生说:“单片机或者嵌入式这东西是入门难,到经验积累到一定程度就比较容易了。”

一些不是建议的经验

1、从8位单片机入门比较好一点,选好一个型号,认真学习,直到精通。

2、多练习,多写代码,多上网看看博客,当然自己要有一块学习板了。

3、掌握简单常用的模拟电路和数字电路,比如:电阻限流、电容滤波、运放放大等等,将来你在设计电路和调试程序的时候都会用到。

4、精通C语言,特别是指针和数组,最好把预处理和编译过程了解一下。

5、掌握一个电路设计软件,对于单片机,其实会Protell99都可以了。

6、会使用万用表,最好有示波器啦,而且要掌握一些常用的测试手段。

7、在自己学习过程中,整理并形成自己的元器件库和常用程序库,这是你进阶下一阶段成为高手的关键。

8、多看看各种单片机案例,掌握各种常用芯片的使用,嵌入式就是一个逐渐积累的过程。你的嵌入式技术有多高,就看你心里的案例与资源有多少。现在各种功能都有模块或专用芯片,还都提供UR、SPI、IIC等接口。表面上你用单片机在实现蓝牙,实际上你只是在使用单片机的串口读写数据。如果说元器件电路模块是硬件资源的积累,那么,常用接口模块驱动程序则是软件资源的积累。 将来在你的产品设计中,可能用到很多新的模块和元件,只要它的接口是SPI接口、IIC接口、UR串口等你熟悉的接口,那么对于你来说,它就是一个旧模块和元件。因为单片机实际上面对的不是模块和元件,而是你熟悉的常用接口。

9、最好有做笔记的习惯,你也可以写写博客,这个到后面会有意想不到的作用。

结束语

嵌入式应用开发涉及的知识点很多,初次接触往往感到无从下手。没错,与一些高级编程语言“易懂难精”的情况相比,嵌入式应用开发的入门是比较难的,但是,随着知识的积累和经验的丰富,后面的路会越走越宽,越走越顺。广大的嵌入式应用开发入门者应该充满信心。我一直都认为嵌入式应用开发就像一场马拉松,必须一步一个脚印,积蓄能量,逐步进阶,才能越走越远的

基础理论知识包括模拟电路数字电路C语言知识。模拟电路和数字电路属于抽象学科,要把它学好还得费点精神。在你学习单片机之前,觉得模拟电路和数字电路基础不好的话,不要急着学习单片机,应该先回顾所学过的模拟电路和数字电路知识,为学习单片机加强基础。否则,你的单片机学习之路不仅会很艰难和漫长,还可能半途而废。笔者始终认为,扎实的电子技术基础是学好单片机的关键,直接影响单片机学习入门的快慢。有些同学觉得单片机很难,越学越复杂,最后学不下去了。有的同学看书时似乎明白了,可是动起手来却一塌糊涂,究其原因就是电子技术基础没有打好,首先被表面知识给困惑了。

单片机属于数字电路,其概念、术语、硬件结构和原理都源自数字电路,如果数字电路基础扎实,对复杂的单片机硬件结构和原理就能容易理解,就能轻松地迈开学习的第一步,自信心也会树立起来。相反,基础不好,这个看不懂那个也弄不明白,越学问题越多,越学越没有信心。如果你觉得单片机很难,那就应该先放下单片机教材,去重温数字电路,搞清楚触发器、寄存器、门电路、COMS电路、时序逻辑和时序图、进制转换等理论知识。理解了这些知识之后再去看看单片机的结构和原理,我想你会大彻大悟,信心倍增。

模拟电路是电子技术最基础的学科,它让你知道什么是电阻、电容、电感、二极管三极管场效应管、放大器等等以及它们的工作原理和在电路中的作用,这是学习电子技术必须掌握的基础知识。一般是先学习模拟电路再去学习数字电路。扎实的模拟电路基础不仅让你容易看懂别人设计的电路,而且让你的设计的电路更可靠,提高产品质量。

下面我概括了几点我的学习经验和心得体会:

1、万事开头难、要勇敢迈出第一步
开始的时候,不要老是给自己找借口,说KEIL不会建项目啦、没有实验板啦之类的。遇到困难要一件件攻克,不会建项目,就先学它,这方面网上教程很多,随便找找看一下,做几次就懂了。然后可以参考别的人程序,抄过来也无所谓,写一个最简单的,让它运行起来,先培养一下自己的感觉,知道写程序是怎么一回事,无论写大程序还是小程序,要做的工序不会差多少,总得建个项目,再配置一下项目,然后建个程序,加入项目中,再写代码、编译、生成HEX,刷进单片机中、运行。必须熟悉这一套工序。个人认为,一块学习板还是必要的,写好程序在上面运行一下看结果,学习效果会好很多,仿真器就看个人需要了。单片机是注重理论和实践的,光看书不动手,是学不会的。

2、知识点用到才学,不用的暂时丢一边
厚厚的一本书,看着人头都晕了,学了后面的,前面的估计也快忘光了,所以,最好结合实际程序,用到的时候才去看,不必说非要把书从第一页看起,看完它才来写程序。比如你写流水灯,完全就没必要看中断的知识,专心把流水灯学好就是了,这是把整本书化整为零,一小点一小点的啃。

3、程序不要光看不写,一定要自己写一次
最开始的时候,啥都不懂,可以抄人家的程序过来,看看每一句是干什么用的,达到什么目的,运行后有什么后果,看明白了之后,就要自己写一次,你会发现,原来看明白别人的程序很容易,但到自己写的时候却一句也写不出来,这就是差距。。。当你自己能写出来的时候,说明你就真的懂了。。。

4、必须学会掌握调试程序的方法
不少人写程序,把代码写好了,然后一运行,不是自己想要的结果,就晕了,然后跑到论坛上发个帖子,把程序一贴,问:为什么我的程序不能正常运行?然后就等别人来给自己分析。这是一种很不好的行为,应该自己学会发现问题和学会如何解决问题。这就需要学习调试程序的方法,比如KEIL里,可以下断点啦,查看寄存器内容等等,这些都是调试程序的手段,当你发现你写的程序运行结果和你想象中不一样的时候,你可以单步,也可以下断点,然后跟踪,查看各相关寄存器内容,看看程序运行过中是不是有什么偏差,找出影响结果的地方,改正过来。这一个过程非常重要,通过程序的排错,你可以学到的知识是书上得不到的。

5、找到解决问题思路比找到代码更重要
我们用单片机来控制周边器件,达到我们想到的目的,这是一个题目,而如何写出一个程序,来控制器件按你想要的结果去运作,这个就是解题的思路。要写程序,就得先找到解决问题的思路,你学会找出这个解题思路,比你找到代码更为重要。不少人很喜欢找人家的代码,有的人甚至有了代码就直接复制到自己的程序中,可以说,这不是一种学习的态度,无助于你编程水平的提高。我几乎不怎么看人家的代码,多数时候是看别人的思路,有方框图最好,没有的话文字说明也可以,要从代码中看出别人处理问题的思路,是相当困难的,特别是大型的程序,看起来是非常的累人,所以现在我也明白了,以前读书时说的程序流程图很重要,现在算是知道了。
当你知道一个问题怎么去解决了,那么剩下的只是你安排代码去完成,这就已经不是什么问题了。举个例子:数码管动态扫描,没写过的初学者可能搞不清是怎么回事,其实,就是分时让每一时间段时只控制一只数码管显示数字,几只数码管轮流显示,由于速度很快,人眼的看起来是全部数码管都亮的。明白是这么一回事,剩下的事情,无非是你安排让一只只数码管轮流显示出相应的数值。显示数字,然后延时一下,再下一只显示数字,延时,知道是这样,我们实际程序上只要做到这样就可以:往段口送段码,然后打开位选显示一只,延时一下,再关闭位选,再送出段码,再打开另一只位选..仅此而已。有了解决问题的思路,我们就能问题拆分开来,然后逐一的解决,如果动态扫描的原理都没懂,不知道如何做,那么这个程序是怎么也写不出来的。

6、开动脑筋,运用多种方法,不断优化自己的程序
想想用各种不同方法来实现同一功能。这是一个练习和提高的过程,一个问题,你解决了,那么你再想想,能不能换种写法,也可以实现同一功能,或者说,你写出来的代码,能不能再精简一点,让程序执行效率更高,这个过程,就是一个进步的过程。很多知识和经验的获得,并不是直接写在书让你看就可以得到的,需要自己去实践,开动脑筋,经验才能得到积累,编程水平才能有所提高。

7、看别人的代码,学习人家的思路
这个在学习初期是很有用,通过看别人的代码,特别是有多年编程经验的人写出的具有一定水平的代码,可以使自己编程水平得到迅速的提高,同时,也可以结合别人的编程手法,与自己的想法融合在一起,写出更高水平的代码,从中得到进步。但要注意,切忌将学习变成抄袭,更不是抄袭完了就认为自己学会了,这样做只会使你退步。

8、尝试编写一下综合应用的程序
从流水灯学起,到动态扫描,再到中断,那么,你可以试试写一下时钟这种综合性应用的程序,不要小看时钟,要写好它不是一件容易的事情,它包括了单片机大部分的知识,比如有按键(IO读取)、动态扫描(IO输出)、中断等,如何协调好各功能模块正常工作,才是编程者需要学习的地方,当你单独写一个功能的时候,比如按键读取,你可能感觉很容易,因为你的程序啥也不做,只是读按键。但把它和其它功能混合在一起,如何在整个程序运行中使每一部分都正常工作,这就不是写一个按键读取这么容易的事情,功能模块之间有可能会互相影响,比如你需要让数码管既能显示,又要去处理按键读取,怎么使这两部分都正常工作,这就是一个协调过程。当你有了这个处理协调能力,你就算是入门了。

9、着重于培养解决问题的能力,而不是具体看自己编写了多少代码或者做过什么

“学单片机重点在于学习解决问题的思路,而不是局限于具体的芯片类型和语言”这一直是我的座右铭,是我学单片机多年来感悟出来的。经常看到有人说“你会驱动XX芯片,真牛啊”“你搞过XX项目,真厉害”之类的话,其实这是非常片面的,搞过XX芯片,搞过XX项目,只能说明你做过这一项目,它只是你的业绩,并不是代表能力就一定高。真正的能力应该是:“遇到没有解决过的问题或器件,能利用自己已学的知识,迅速找到解决问题的方法。”这个才是能力。写程序的过程就是一个创造的过程,几乎没有完全一样的项目,每次你遇上的几乎都不相同,所以你拥有的必须是你面对新项目时的创造能力,而不是标榜着你以往做过多少项目。当然,业绩也能从另一侧面反映你的经验和水平。

10、如果有可能,多学习计算机专业的知识,比如数据结构等。
这些是你解决问题的基础知识,你把这些知识应用得越好,就会发现越容易找到解决问题的方法,这就是为什么一个学计算机专业的人编的程序和一个非计算机专业的人编的程序有差异的原因。也是一个菜鸟进军到高手所要配备的知识。如果我们把编程分为宏观编程和微观编程,那么微观编程就是写具体的代码,比如控制某某器件的语句;而宏观编程就是如何对整个程序进行布局、安排,使功能模块以你想要的方式去运行,得出你想要的结果。
如前所说“会控制XX器件”这些只能算是微观编程,能做到这一步还只能算是菜鸟级别,如果面对一个新的器件,你心里没底,没把握去写这个控制程序,那说明你还是一个初级的菜鸟。当你有了一定的编程经验,控制过相当数量的器件之后,你就会发现,控制器件这些工作都是相似的、重复的工作,体现不出编程的水平,最多也是写得好与不好的差别,只能算是一些小技巧的应用。而对整个程序进行布局、安排这些才是最头痛的事情,能达到宏观编程和微观编程都做好才是真正的高手。对于规模越大的程序,越能体现出这一点。

11、面对一个新项目时,多自己开动脑筋,不要急于找别人的程序。
有不少人面对一个新项目时,第一步想到的就是网上找别人写过的代码,然后抄一段,自己再写几句,凑在一起就完成任务,这虽然可能是省时间,但绝对不利你的学习。当你接到一个新项目时,应该先自己构思一下整个程序的架构,想想如何来完成,有可能的话,画一个流程图,简单的可以画在脑子里,对程序中用到的数据、变量有一个初步的安排,然后自己动手去写,遇到实在没办法解决的地方,再去请教别人,或看别人是怎么处理的,这样首先起码你自己动过脑想过,自己有自己的思路,如果你一开始就看别人的程序,你的思维就会受限在别人的思维里,自己想再创新就更难了,这样你自己永远也没办法提高,因为你是走在别人的影子里。

12、多利用网络的搜索,学会提问题。
一般来说,学习过程中,你遇上的问题,前人们多数也有遇上的,所以如果有什么不懂,在自己解决不了的时候,最好先到网上搜索一下,看能不能找到答案,找不到再到论坛里发问,发问也要有目的性,尽量简单明了的描述问题,让帮助你的人可以用最少的时间就看懂你说什么,毕竟人家帮助你是免费的,时间也是有限的。

总结:

  1. 我们要做优秀的程序员,不要做“不优秀”的程序员;

  2. 学习是有用的,如果有人给你的建议是学XXX没用,那么你可要当心;

  3. 底层的知识和上层的知识不是不能相容的,真正优秀的程序员应该两者兼顾。不懂底层的人,基础不扎实,在上层也不会走的顺畅,设想一下,如果没有深厚的基础知识,你怎么能知道自己架构出来的东西能不能实现呢?

     4. 比如学习了Java语言。基本的语法比较熟悉了之后,还是感觉到有些东西总是糊里糊涂,不够清晰,比如说不知道反射是怎样工作的。所以找了《深入Java虚拟机》来看,当我看了两遍这本书之后,感觉到原来不清晰的地方都显得自然而然,知道了class文件结构是怎样的,类是怎样被加载的,指令是怎么样被执行的,方法是怎样被动态绑定的。这些知识对我有很大的帮助,假如我不学习Java虚拟机,只是单纯的写Java程序,即使写上10年,也不见的比我现在对Java的理解更透彻。

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