单片机C语言学习架构

碧茂大数据 2020-12-30

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很多想学单片机的人问我的第一句话就是怎样才能学好单片机？对于这个问题我今天就我自己是如何开始学单片机，如何开始上手，如何开始熟练这个过程给大家讲讲。

先说说单片机，一般我们现在用的比较多的的MCS-51的单片机，它的资料比较多，用的人也很多，市场也很大。就我个人的体会怎么样才能更快的学会单片机这门课。单片机这门课是一项非常重视动手实践的科目，不能总是看书，但是学习它首先必须得看书，因为从书中你需要大概了解一下，单片机的各个功能寄存器，而说明白点，我们使用单片机就是用软件去控制单片机的各个功能寄存器，再说明白点，就是控制单片机那些管脚的电平什么时候输出高，什么时候输出低。

由这些高低电平的变化来控制你的系统板，实现我们需要的各个功能。至于看书，只需大概了解单片机各管脚都是干什么的？能实现什么样的功能？第一次，第二次你可能看不明白，但这不要紧，因为还缺少实际的感观认识。所以我总是说，学单片机看书看两三天的就够了，看小说你一天能看五六本，看单片机你两三天看两三遍就够了，可以不用仔细的看。推荐一本书，就这一本就足够，书名是《新编MCS-51单片机应用设计》，是哈尔滨工业大学出版社出的的，作者是张毅刚。大概了解一下书上的内容，然后实践，这是非常关键的。

如果说学单片机你不实践那是不可能学会的，关于实践有两种方法你可以选择，一种方法：你自己花钱买一块单片机的学习板，不要求功能太全的，对于初学者来说你买功能非常多的那种板子，上面有很多东西你这辈子都用不着，我建议有流水灯、数码管、独立键盘、矩阵键盘、AD或DA（原理一样）、液晶、蜂鸣器，这就差不多了。如果上面我提到的这些，你能熟练应用，那可以说对于单片机方面的硬件你已经入门了，剩下的就是自己练习设计电路，不断的积累经验。

只要过了第一关，后面的路就好走多了，万事开头难，大家可能都听过。方法二：你身边如果有单片机方面的高手，向他求助，让他帮你搭个简单的最小系统板。对于高手来说，做个单片机的最小系统板只需要一分钟的时间，而对于初学者可就难多了，因为只有对硬件了解了，才能熟练运用。而如果你身边没有这样的高手，又找不到可以帮助你的人，那我劝你最好是自己买上一块，毕竟自己有一块要方便的多，以后做单片机类的小实验时都能用得上，还省事。

有了单片机学习板之后你就要多练习，最好是自己有台电脑，一天少看电影，少打游戏，把学习板和电脑连好，打开调试软件坐在电脑前，先学会怎么用调试软件，然后从最简单的流水灯实验做起，等你能让那八个流水灯按照你的意愿随意流动时你已经入门了，你会发现单片机是多么迷人的东西啊，太好玩了，这不是在学习知识，而是在玩，当你编写的程序按你的意愿实现时你比做什么事都开心，你会上瘾的，真的。做电子类的人真的会上瘾。然后让数码管亮起来，这两项会了后，你已经不能自拔了，你已经开始考虑你这辈子要走哪一行了。

就是要这样练习，在写程序的时候你肯定会遇到很多问题，而这时你再去翻书找，或是问别人，当得到解答后你会记住一辈子的，知识必须用于现实生活中，解决实际问题，这样才能发挥它的作用，你自己好好想想，上了这么多年大学，天天上课，你在课堂上学到了什么？是不是为了期末考试而忙碌呢？考完得了90分，哈哈哈好高兴啊，下学期开学回来忘的一干二净，是不是？你学到什么了？但是我告诉你单片机一旦学会，永远不会忘了。另外我再说说用汇编和C语言编程的问题。很多同学大一二就开设了C语言的课，我也上过，我知道那时天天就是几乘几，几加几啊，求个阶乘啊。

学完了有什么用？让你用C语言编单片机的程序你是不是就傻了？书上的东西我们必须要会运用。单片机编程用C语言或汇编语言都可以，但是我建议用C语言比较好，如果原来有C语言的基础那学起来会更好，如果没有，也可以边学单片机边学C语言，C语言也挺简单，只是一门工具而已，我劝你最好学会，将来肯定用得着，要不你以后也得学，你一点汇编都不会根本无所谓，但你一点C语言都不会那你将来会吃苦头。

汇编写程序代码效率高，但相对难度较大，而且很罗嗦，尤其是遇到算法方面的问题时，根本是麻烦的不得了，现在单片机的主频在不断的提高，我们完全不需要那么高效率的代码，因为有高频率的时钟，单片机的ROM也在不断的提高，足够装得下你用C语言写的任何代码，C语言的资料又多又好找，将来可移植性非常好，只需要变一个IO口写个温度传感器的程序在哪里都能用，所以我劝大家用C语言。

总结上面，只要你有信心，做事能坚持到底，有不成功不放弃的强烈意志，那学个单片机来说就是件非常容易的事。

步骤

1.找本书大概了解一下单片机结构，大概了解就行。不用都看懂，又不让你出书的。（三天）

2.找学习板练习编写程序，学单片机就是练编程序，遇到不会的再问人或查书。（二十天）

3.自己网上找些小电路类的资料练习设计外围电路。焊好后自己调试，熟悉过程。（十天）

4.自己完全设计具有个人风格的电路、产品，你已经是高手了。

看到了吗？下功夫一个多月你就能成为高手，我就讲这么多了，学不学得会，下不下得了功夫就看你的了。

我的单片机学习心得

很多人说，学单片机最好先学汇编语言，以我的经验告诉大家，绝对没有这个必要，初学者一开始就直接用C语言为单片机编程，既省时间，学起来又容易，进步速度会很快。在刚开始学单片机的时候，千万不要为了解单片机内部结构而浪费时间，这样只能打击你的信心，当你学会编程后，自然一步步就掌握其内部结构了。

单片机的学习实践

单片机提高重在实践，想要学好单片机，软件编程必不可少。但是熟悉硬件对于学好单片机的也是非常重要的。如何学习好硬件，动手实践是必不可少的。我们可以通过自己动手做一个自己的电子制作，通过完成它，以提高我的对一些芯片的了解和熟练运用它。这样我们就可以多一些了解芯片的结构。我相信，你完成了一个属于自己的电子制作，你的单片机水平就会有一个质的提高。

这就是我学习单片机的心得体会，希望给单片机的爱好者学好单片机有所帮助。

使用单片机就是理解单片机硬件结构，以及内部资源的应用,在汇编或C语言中学会各种功能的初始化设置，以及实现各种功能的程序编制。

第一步：数字I/O的使用

使用按钮输入信号，发光二极管显示输出电平，就可以学习引脚的数字I/O功能，在按下某个按钮后，某发光二极管发亮，这就是数字电路中组合逻辑的功能，虽然很简单，但是可以学习一般的单片机编程思想，例如，必须设置很多寄存器对引脚进行初始化处理，才能使引脚具备有数字输入和输出输出功能。每使用单片机的一个功能，就要对控制该功能的寄存器进行设置，这就是单片机编程的特点，千万不要怕麻烦，所有的单片机都是这样。

第二步：定时器的使用

学会定时器的使用，就可以用单片机实现时序电路，时序电路的功能是强大的，在工业、家用电气设备的控制中有很多应用，例如，可以用单片机实现一个具有一个按钮的楼道灯开关，该开关在按钮按下一次后，灯亮3分钟后自动灭，当按钮连续按下两次后，灯常亮不灭，当按钮按下时间超过2s，则灯灭。数字集成电路可以实现时序电路，可编程逻辑器件（PLD）可以实现时序电路，可编程控制器（PLC）也可以实现时序电路，但是只有单片机实现起来最简单，成本最低。定时器的使用是非常重要的，逻辑加时间控制是单片机使用的基础。

第三步：中断

单片机的特点是一段程序反复执行，程序中的每个指令的执行都需要一定的执行时间，如果程序没有执行到某指令，则该指令的动作就不会发生，这样就会耽误很多快速发生的事情，例如，按钮按下时的下降沿。要使单片机在程序正常运行过程中，对快速动作做出反应，就必须使用单片机的中断功能，该功能就是在快速动作发生后，单片机中断正常运行的程序，处理快速发生的动作，处理完成后，在返回执行正常的程序。

中断功能使用中的困难是需要精确地知道什么时候不允许中断发生（屏蔽中断）、什么时候允许中断发生（开中断），需要设置哪些寄存器才能使某种中断起作用，中断开始时，程序应该干什么，中断完成后，程序应该干什么等等。中断学会后，就可以编制更复杂结构的程序，这样的程序可以干着一件事，监视着一件事，一旦监视的事情发生，就中断正在干的事情，处理监视的事情，当然也可以监视多个事情，形象的比喻，中断功能使单片机具有吃着碗里的，看着锅里的功能。

以上三步学会，就相当于降龙十八掌武功，会了三掌了，可以勉强护身。

第四步：与PC机进行RS232通信

单片机都有USART接口，特别是MSP430系列中很多型号，都具有两个USART接口。USART接口不能直接与PC机的RS232接口连接，它们之间的逻辑电平不同，需要使用一个MAX3232芯片进行电平转换。

USART接口的使用是非常重要的，通过该接口，可以使单片机与PC机之间交换信息，虽然RS232通信并不先进，但是对于接口的学习是非常重要的。正确使用USART接口，需要学习通信协议，PC机的RS232接口编程等等知识。试想，单片机实验板上的数据显示在PC机监视器上，而PC机的键盘信号可以在单片机实验板上得到显示，将是多么有意思的事情啊！

第五步：学会A/D转换

MAP430单片机带有多通道12位A/D转换器，通过这些A/D转换器可以使单片机操作模拟量，显示和检测电压、电流等信号。学习时注意模拟地与数字地、参考电压、采样时间，转换速率，转换误差等概念。使用A/D转换功能的简单的例子是设计一个电压表。

第六步：学会PCI、I2C接口和液晶显示器接口

这些接口的使用可以使单片机更容易连接外部设备，在扩展单片机功能方面非常重要。

第七步：学会比较、捕捉、PWM功能

这些功能可以使单片机能够控制电机，检测转速信号，实现电机调速器等控制起功能。如果以上七步都学会，就可以设计一般的应用系统，相当于学会十招降龙十八掌，可以出手攻击了。

第八步：学习USB接口、TCP/IP接口、各种工业总线的硬件与软件设计。

学习USB接口、TCP/IP接口、各种工业总线的硬件与软件设计是非常重要的，因为这是当前产品开发的发展方向。

到此为止，相当于学会15招降龙十八掌，但还不到打遍天下无敌手的境界。即使如此，也算是单片机大虾了!!

单片机的“超神之路”：三个规划

首先，单片机不是万能的，但没有单片机那是万万不能的。从N年前的单片机，到现在的单片机，单片机只是单片机，其性质并没有太多的改变。只是从原来的“神秘”、“暴利”、“有趣”等等，回归了她原来的真是面目罢了--那只是在说明社会在进步，更加的合理和趋于理性。只是现在的这样回归，有点走了极端，从一个极端走了另一个极端罢了。但相反，社会在这方面的需求却是越来越大，至少在我们的有生之年，这样的“自动化”过程一直会贯穿下去。所以你有什么好担心的，怕自己没有用武之地吗?!怕自己的资薪没有或不高吗?

我自己在单片机和自己熟悉的行业上做了快10年了，不说自己的水平怎么样。说牛不牛，说不牛也牛--该骄傲的时候还是要骄傲的，那是对自己的肯定，该谦虚的时候也要谦虚学习，毕竟单片机总是一个系统工程，方方面面的东西不是自己都要熟悉和精确把握的。要想自己混的不错，我还是那句话---和自己所处的行业结合，那才是王道。

有些人在抱怨单片机在社会上的方方面面，那只是一个现象或表象罢了，或者说那只是纯电子开发或纯电子开发的配套产品，在面临更加激烈的竞争情况罢了。别说自己只会编编程，做点纯电子的工作就觉得不得了了，那就错了，单片机系统工程没有那么狭隘。如果你走不出这种狭隘，那你注定就是在抱怨的那部分人。就像我前面说的，单片机只是在回归她的本来面目而已。还有就是中国就是太缺少“到了50、60岁的样子”，都还在从事单片机工作的人。也许那也是新兴的中国需要经历的一个过程吧?!

没有什么职业是最好的，只有在当前或相当一段时间内适合自己的职业。就说单片机，对我来说，单片机的工作成果那只是一个配件(当然纯电子产品除外)，正因为是“配件”，所以你需要提供相应的物理尺寸，单片机系统的散热，安装条件和安装方式等等情况，需要与你的上下游提供的环境配合好，而不是说我的单片机功能完成了就没我的事了，万事大吉了。就仅对单片机需要实现的功能来说，如果你连功能都实现不了，那我还要你做什么--那只是基础工作。其实，往往上下游提供的环境对你的设计就是一种考验，也有你需要变换N种方案才能比较好的实现的可能。很明显，这样的上下游环境，对你就是一种很好的资源，不过有些人可能就会视而不见，让你更加熟悉自己开发的东西，在这个行业中的使用和价值情况，对自己的今后发展都是一个很好的参考。不像C、C++的人员到了没有发挥平台的时候，就很郁闷了。相反，对单片机来说，我们可以为自己建立那样的可以供自己发挥和发展的平台。

说了那么多，我只是在闲聊，聊聊自己的看法，希望对你有点帮助。

就我的理解出发，单片机是相当“底层”和“硬件”的东西，没有太多高深的数据结构，也没有太多需要技巧的编程算法，只要我们从单片机执行的角度去理解和编程就行了。一个单片机就可以构成一个电子系统，也可以只构成一个智能节点。没有太多高深的东西需要去研究，因为我们只是单片机的应用者而已，别把自己提到“研究”的高度，我们只在“应用”的高度。正因为是在“应用”的高度，所以在熟悉和能精确把握“单片机的使用”的时候，应该把更多的精力放在“单片机的应用”的“使用环境”上。曾经有个牛人，拿着intel的8031的芯片技术手册和内部手册，在一个单片机上实现了你想都没想过能实现的应用，但我认为那个是没有必要的，除非你想搞51芯片开发。说了那么多，如果你还在为单片机而单片机的话，那我觉得你有点可悲了。

多熟悉单片机的上下游环境和条件，那不是很困难的事。我希望自己理解的这些东西，对后来者有点帮助，对新手能够带来点思考的东西，那就够了。

规划高度一：

当有一定的年龄和人力资源后，就可以自己出来做了，当个所谓的半个老板了。但当自己做老板说容易也容易，说不容易也不容易。当初我就是在这样的忐忑中，冲了进去。项目接的很多，周期对自己规定的也很短，往往都是白天在处理前一个或前面项目的维护工作，晚上回来工作到一、二点开发新项目。累就不用说了，有时想想那是在拿自己的命来搏钱啊!!!老婆不太同意我出来自己干，做的好好的也不错。于是，我就对老婆说，可能我不能每个月准时的拿钱养家糊口，但我保证一年下来的平均每个月养家糊口的钱一定不会低于现在。就这样，我开始了走自己的路了。吃苦受累我不怕，付出了没有收获我不怕。怕的就是过不了自己的心理关，也许一直以来都比较好运气和顺利的缘故吧?!作为和我同行的兄弟姐妹们，一定要过了自己的心理关，别太在意今时今日的得失，还有所谓的某些情况下的“面子”。至少我们应该用“最小的代价”来给自己当“学费”。也不怕你们笑话，我的“学费”交的也不少。一个成功的项目，不是你的功能有多好，有多强，而是你的开发成功为你的项目方带来了多少的利润收入，那才是真正的成功了，尽管你只赚了点儿开发费。做项目，别为自己考虑太多，多换位思考一下。人家能信任你，把项目交给你做，你就多该从项目方的角度考虑考虑---也许有时他们的要求有点过分，但所谓不知者不去怪罪了。

规划高度二：

做一个称职的软硬电子工程师吧。不用学太多，就学一些就行了，也不要去跟风，那个没有必要。有时，你就是去学了，如果没有相应对应的开发任务，学的也是皮毛，不过只要皮毛也可以了，当你真正需要的时候，再拿起来就会快很多，也算是一种储备吧。但你至少要会一种，一种相对来说狭隘的系统吧?!不怕你笑话，我就只会51单片机。先说说我自己了，从事工业自动化方面的机床设备行业：

精通51，了解其他的单片机，精通51汇编，精通CPLD，半精通C51(只用来做点人机界面工作)，粗通FPGA(想精通自己做51IP核)。

粗通ARMDSP，粗通ARM和DSP的汇编，了解C编程。
精通三维造型软件SOLIDWORKS(可以为自己的线路板造型和机械设备造型)
粗通机加工大部分的工艺。
精通钣金和焊接。
熟悉数控设备、机床的实现解决方案。

对于每个人来说，学以致用，以前的我什么都想学，什么都用不好，当学的时候，却没有用的发挥平台，都是为学而学。但至少当你要用的时候，重新捡起来的时候，就会很快。就拿ARM来说吧，学的时候学的很努力，从其机理到实现，也做过好多的实验，可现在就是用的少就剩下了点概念的东西了。所以没必要什么都要精通，只要一样，比如51单片机吧，从设计、投板、采购、焊接、一直到调试成成品等等一个系统下来，如果你思考了，如果你精通了，你还怕什么，不给高工资也要给你高年薪了，应该都能了解“老板一将难求”的道理了。

规划高度三：

做一个合格的新手电子工程师吧。对于新手，我的建议是：别上来就是一个什么五年十年规划之类的，我们都是普通人，那种规划不适合普通人。如果我们能将今后一年和二年的规划做好了，那你就已经很了不起了。每天都是一个想法，每月都是一个变化，更别说每年了，只要你在努力，脚踏实地的做事。不要把自己搞的太忙碌了，给自己每天留半个小时想想“心事”了。做好一样，再发散开去，对于电子类的，什么ARM，DSP，51都是相通的。精通了一个体系，那么其他电子类的体系都是相通。怕就怕你什么都不通，都是半通。还半桶水的晃来晃去的，那就有点郁闷和悲哀了!!

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