單片機(jī)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)技巧精華集錦(六)
51單片機(jī)一個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)就是指令執(zhí)行時(shí)間固定,因此可以適應(yīng)時(shí)序要求嚴(yán)格的場(chǎng)合。例如符合ISO7816協(xié)議的cpu卡的讀寫(xiě),對(duì)時(shí)序要求比較嚴(yán)格。其實(shí)就是用io腳做出來(lái)的同步半雙工串口。支持cpu卡的程序一般比較龐大,需要用c51來(lái)組織,但是由于c編譯的不確定性,必須把底層程序封裝成匯編語(yǔ)言模塊嵌入到工程中。這就帶來(lái)幾個(gè)問(wèn)題:如何聲明函數(shù)、參數(shù)如何傳遞等。限于篇幅,不能說(shuō)得很細(xì)。下面舉例:
匯編程序單獨(dú)保存一個(gè)文件,加入到工程中,函數(shù)如下:
_proc_a:
mov a, r7
inc a
mov r7, a
ret
用c語(yǔ)言在.h文件中聲明: extern unsigned char proc_a(unsigned char val);
調(diào)用時(shí)形如: retvalue = proc_a(0x11);
說(shuō)明:
a:匯編程序如果帶參數(shù),則需要在匯編程序前多加一個(gè)下劃線。而聲明它的地方不用加(偉福編譯器這么要求的)。
b:函數(shù)的形參中第一參數(shù)用R7傳遞,函數(shù)返回值用R7返回,這是C51的通用規(guī)范。其他參數(shù)都有相應(yīng)規(guī)定。函數(shù)可以返回一個(gè)位,用psw的c位返回。
c:上面的語(yǔ)句,執(zhí)行順序是把0x11給R7,然后跳轉(zhuǎn)子程序,子程序?qū)⑺?后送回。
d:函數(shù)跳轉(zhuǎn)到匯編程序時(shí),本區(qū)的R0-R7,A,B,PSW,DPTR等寄存器可以供子程序使用,不必考慮調(diào)用后是否要恢復(fù)這些常規(guī)資源。上例中,A的值被函數(shù)使用了,編程者不必恢復(fù)調(diào)用前的值。
3:51單片機(jī)的P0口特殊之處
許多新手都碰到這個(gè)問(wèn)題,其實(shí)很簡(jiǎn)單,這涉及到芯片的io腳是怎么做出來(lái)的。這對(duì)硬件工程師來(lái)說(shuō)十分重要。TTL的io腳模型:
P1,P2,P3口都可以理解成左圖,注意vcc下面有個(gè)電阻,因此可以理解成:引腳輸出1的能力弱。地那邊沒(méi)有電阻,可以理解成引腳吸入電流能力強(qiáng)。而P0口,可以理解成右圖。這就是集電極開(kāi)路輸出,也叫OC輸出。可以看出,當(dāng)CTR=1時(shí),三極管導(dǎo)通,引腳被接地;當(dāng)ctr=0時(shí),三極管截止,引腳浮空,也叫三態(tài)。這個(gè)端口這么做的目的是考慮P0口肩負(fù)讀寫(xiě)數(shù)據(jù)和地址復(fù)用,這個(gè)關(guān)系要仔細(xì)看懂cpu時(shí)序圖。因此,P0口要加合適的上拉電阻,絕不要加下拉電阻。上拉電阻的選擇要看外部負(fù)載情況。
4:P1-3口如何輸入輸出
從上節(jié)的左圖可以看出。做輸出時(shí),ctr=1則輸出強(qiáng)信號(hào)0,ctr=0則輸出弱信號(hào)1。當(dāng)io腳做輸入時(shí),應(yīng)使ctr=0,這樣三極管截止。外部信號(hào)如果是1,則上拉電阻加強(qiáng)了這個(gè)1,單片機(jī)就會(huì)讀到1。當(dāng)外部信號(hào)為0時(shí),注意,必須將上拉電阻的上拉作用全部抵消,才能在引腳上得到0。
因此,對(duì)于程序來(lái)說(shuō),把io腳置1就處于接收狀態(tài),當(dāng)然也是輸出1狀態(tài)。程序置io口為1,讀取的信號(hào)是不是1就依靠外部電路了,如果外部電路沒(méi)有“吃掉”上拉電阻的電流,則讀取得到1,反之,雖然程序置io腳為1,但是讀取得到的就是0。
因此,如果用io腳的高電平驅(qū)動(dòng)外部電路時(shí),要小心外部電路把這個(gè)1“吃掉”從而輸出不了1。而作為輸入時(shí),為0電平的外設(shè)必須足夠有能力將io腳拉低。所以,用io腳直接點(diǎn)亮led的時(shí)候,最好用反邏輯,就是輸出0,讓led亮。這樣能保證驅(qū)動(dòng)能力。就是io腳接led的負(fù)端,led的正端過(guò)電阻接vcc。
因此,io腳輸出1時(shí),外部電路將它強(qiáng)行接地是沒(méi)有關(guān)系的,而io腳輸出0的時(shí)候,外部電路強(qiáng)行接電源就會(huì)把io腳損壞。所以,程序加電之后,一般把所有io口都寫(xiě)成1:MOV P0,0FFH。
P3口引腳復(fù)用,必須引腳都處于輸出1狀態(tài)。例如,把RXD腳輸出0,則它什么數(shù)據(jù)都讀不進(jìn)來(lái)了,筆者早期曾調(diào)試一整天才發(fā)現(xiàn)串口收不到數(shù)據(jù)是沒(méi)有把RXD置1的原因,把時(shí)間都浪費(fèi)在外圍了,當(dāng)時(shí)很是汗顏。
5:有關(guān)晶振
單片機(jī)的晶振在內(nèi)部可以簡(jiǎn)化成一個(gè)反向器。當(dāng)晶振輸入腳XI剛過(guò)坎壓、被認(rèn)為是1的一瞬間,輸出腳XO就輸出0,這個(gè)0會(huì)帶動(dòng)晶振使XI電壓下降,當(dāng)降低到坎壓被認(rèn)為是0的一瞬間,輸出腳XO就輸出1。這樣周而復(fù)始。
因此,用示波器觀察正常工作的晶振輸入腳XI時(shí),得到的是一個(gè)不高不低的近似水平線。而XO則是幅值很大的正弦波。測(cè)量晶振輸入腳XI時(shí),示波器表筆要打在X10檔上,否則,表筆就能把晶振弄停。
因此布線時(shí),晶振輸入腳XI要盡量靠近晶振,而XO腳可稍遠(yuǎn)。同時(shí)XO具有一定的驅(qū)動(dòng)能力,某些芯片可以用它驅(qū)動(dòng)其它時(shí)序電路(不推薦這么做,因?yàn)橄到y(tǒng)可靠性下降)。
寫(xiě)到這里,才發(fā)覺(jué)51單片機(jī)的問(wèn)題太多了,這篇文字簡(jiǎn)直就是滄海一粟。以后再補(bǔ)充吧,另行成文。
四、單片機(jī)經(jīng)驗(yàn)之談
一、前言
很多單片機(jī)初學(xué)者在與我交流的時(shí)候總是的一句話是我現(xiàn)在是單片機(jī)初學(xué)者,我怎樣才能更快的學(xué)好單片機(jī),學(xué)習(xí)單片機(jī)有市場(chǎng)不,對(duì)于這個(gè)問(wèn)題現(xiàn)在就我自己如何學(xué)單片機(jī),如何入門(mén),如何熟練,整個(gè)過(guò)程談?wù)勛约旱南敕āO日f(shuō)說(shuō)單片機(jī),現(xiàn)在用的比較多的的MCS-51的單片機(jī)(但是考慮到成本及引腳資源在實(shí)際開(kāi)發(fā)中用的單片機(jī)型號(hào)不一),它的學(xué)習(xí)資料非常多,且學(xué)習(xí)成本非常低,如果你聽(tīng)說(shuō)企業(yè)里用的是什么什么芯片,但是不知道,你問(wèn)過(guò)沒(méi)有,那個(gè)仿真器需要多少錢,51單片機(jī)對(duì)于智能控制入門(mén)來(lái)說(shuō)是非常好的,一線下載程序,ARM太神秘,PLC太高貴,想來(lái)想去還是51。那怎樣才能更快更好的學(xué)好單片機(jī)呢?單片機(jī)這門(mén)課是一項(xiàng)非常重視動(dòng)手實(shí)踐的科目,而且單片機(jī)也是一門(mén)集計(jì)算機(jī)編程與電子技術(shù)為一身的學(xué)科,如果你是單片機(jī)高手,那么說(shuō)明你也是計(jì)算機(jī)編程和電子技術(shù)高手。
二、學(xué)習(xí)單片機(jī)時(shí)候一定要看書(shū)
不能總是看書(shū),但是學(xué)習(xí)它首先必須得看書(shū),那這不很矛盾。因?yàn)閺臅?shū)中你需要大概了解單片機(jī)各個(gè)功能寄存器(比如引腳控制寄存器、定時(shí)、中斷、串口相關(guān)寄存器),控制單片機(jī)的核心是用程序去控制單片機(jī)的各個(gè)功能寄存器,給寄存器賦值二進(jìn)制數(shù)據(jù)0或者1,這樣一來(lái)對(duì)于引腳寄存器單片機(jī)可以根據(jù)二進(jìn)制數(shù)據(jù)0和1輸出高低電平控制外部設(shè)備,對(duì)于內(nèi)部資源寄存器,單片機(jī)也通過(guò)二進(jìn)制數(shù)據(jù)0和1使用單片機(jī)內(nèi)部的功能。比如單片機(jī)引腳寄存器P1,語(yǔ)句P1=0xfe;(MOV P1,#0FEH)。說(shuō)明現(xiàn)在控制單片機(jī)P1口的第一個(gè)引腳輸出低電平,其他引腳輸出高電平。比如中斷中斷允許寄存器IE,語(yǔ)句IE=0x81;(MOV IE,#81H) 則說(shuō)明控制中斷打開(kāi)總開(kāi)關(guān)和外部中斷0的子開(kāi)關(guān)。至于看書(shū),只需大概了解單片機(jī)各管腳、各個(gè)特殊功能寄存器都是干什么的?能實(shí)現(xiàn)什么樣的功能?這個(gè)非常重要,這也許是看書(shū)的最主要的目的。第一次,第二次你可能看不明白,但這不要緊,因?yàn)檫€缺少實(shí)際的感觀認(rèn)識(shí)。通過(guò)接下來(lái)的實(shí)驗(yàn)就可以非常感觀的認(rèn)識(shí),在這個(gè)過(guò)程一定要花時(shí)間,學(xué)習(xí)程序不能硬背,但是學(xué)習(xí)寄存器一定要下功夫,理解他的功能所在。推薦一本書(shū),就這一本就足夠了,書(shū)名是《例說(shuō)8051》有匯編語(yǔ)言和C語(yǔ)言版本的,非常強(qiáng)悍的一本書(shū),但是我用一個(gè)五一放假的時(shí)間看完了這本書(shū),看完后,覺(jué)得自己已經(jīng)是單片機(jī)高手了。書(shū)中圖文并茂,內(nèi)容安排緊張有序,并非市面上很多說(shuō)教的技術(shù)文檔式的書(shū),什么學(xué)完概念,學(xué)指令,學(xué)完指令學(xué)接口,學(xué)完接口才知道,原來(lái)學(xué)習(xí)單片機(jī)是學(xué)天書(shū)。根據(jù)書(shū)本的安排循序漸進(jìn)的看完前兩章,然后一定是實(shí)踐,一定是實(shí)踐啊,這是非常關(guān)鍵的一步,在戰(zhàn)場(chǎng)上上紙上談兵的列子很多,在學(xué)習(xí)單片機(jī)也一樣,很多相關(guān)專業(yè)的研究生甚至博士生直到畢業(yè)都不清楚單片機(jī)的IO口的分布,不知道分布談何說(shuō)開(kāi)發(fā)呢?更有一些所謂的單片機(jī)高手只停留在編程,以為了買了一塊高級(jí)學(xué)習(xí)板,練習(xí)完了里面所有的程序,感覺(jué)自己排第二沒(méi)人敢拍第一,覺(jué)得下一步不知道如何學(xué)習(xí)單片機(jī)了。殊不知,他們中的很多人到最后單片機(jī)LED的電阻加多大都不清楚更不用說(shuō)單片機(jī)的引腳分布,你說(shuō),如果這樣去開(kāi)發(fā)那不是“草菅人命”啊。不是紙上談兵是什么啊。
三、學(xué)習(xí)單片機(jī)準(zhǔn)備什么所以啊?
學(xué)習(xí)單片機(jī)看書(shū)不夠,實(shí)踐也要從實(shí)際出發(fā),現(xiàn)在的技術(shù)太模塊了,什么都可以模塊,模塊的到最后,技術(shù)人員都成了只會(huì)用了,祖先的留下的知識(shí),基礎(chǔ)的知識(shí)該知道還是一定要知道的啊。 畢竟學(xué)習(xí)單片機(jī)的最終目的是開(kāi)發(fā),是通過(guò)創(chuàng)造智能控制的實(shí)物,體現(xiàn)自己的價(jià)值。關(guān)于實(shí)踐有兩種方法可以選擇一種方法:購(gòu)買一塊51單片機(jī)的實(shí)驗(yàn)板,不要求功能太的,對(duì)于初學(xué)者來(lái)功能非常多的那種板子,上面有很多東西你這輩子都用不著,更有實(shí)驗(yàn)板為了增加功能,降低
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