學習單片機時遇到的常見問題

6.自學單片機必備的硬件設備有哪些?

學習單片機，除了需要電腦以外，還需要以下的一些器材。

1.實驗板

如果你對單片機還一無所知，那么自制或者購買一塊實驗板是比較好的選擇。通常在實驗板上會設計一些開關、LED指示燈、數碼管、各種接口芯片等常用器件，通過對這些器件的編程練習，逐步掌握單片機的編程技術。

2.仿真機

仿真機的用途是替代電路板上的單片機芯片，仿真機通過串行口、USB接口等方式與與PC機聯機通信，接收PC端控制軟件發出的指令，以單步、過程單步、全速運行等各種方式來執行程序，以單步或過程單步方式執行程時，每次執行完程序后可以將執行的結果反饋到PC端的控制軟件中顯示出來。由于單片機編程時必須要明確每一條指令執行完畢后會有什么樣的結果，弄清實際運行后的結果是否與設想的結果相符，因此，仿真功能對于單片機的學習和開發可以起到很重要的幫助作用。

3.編程器或者下載線

其用途是將代碼寫入單片機芯片內部。對于學習者來說，有了仿真機也可暫時不配編程器或下載線，因為有了實驗板、仿真機就可以做實驗了。但是建議配置一臺，這樣可以對單片機開發的各個環節都有所了解。

4.萬用表、電烙鐵等電子制作工具

單片機開發，不是簡單的編程，到目前為止，還少有純粹的“單片機程序員”，通常要求開發者軟、硬件方面都要熟悉，因此，這些電子制作工作還是要配備的。

需要說明的是，這里所說的仿真機、實驗板、下載線或編程器等都是就一般概念而言的，并不涉及到具體的產品，市場上也有一些產品在設計時將實驗板、仿真功能、下載或編程功能等中的一部分或者全部都集成到一塊板上，構成一整套的實驗系統。

上面介紹的這些設備，都需要有一定的投入，愛好者未必一定能夠購買，其實，只要有一定動手能力，也可以自制一些簡易的實驗設備，同樣可以開始學習。這里推薦采用STC單片機進行學習的方案，STC系列單片機的特點是可以直接通過串口下載程序，從而將開發工具的成本降到最低。如圖6-1所示是一個完整的電路，器件成本僅20多元，但可以實現諸如單燈閃爍、流水燈、鍵控燈、PC控制燈等一些常用功能，從而學習基本指令、定時器、計數器、串口通信等單片機知識。

圖6-1 簡單的單片機實驗電路板

圖中R1~R9為1K電阻，D1~D8是發光二極管，E1用10u電解，Y1用11.0592M晶振，C1和C2用27P小磁片，C3~C7用104磁片，U1使用STC89C52芯片，U2用MAX232。再自制或購買一條串口電纜，用于和電腦的通信，制作線時使J1與電腦的串口端2，3，5分別相連即可。

制作好這個電路板以后，使用Keil軟件(在http://www.keil.com/demo/default.asp?bhcp=1可以下載DEMO版)編譯、鏈接程序，得到Hex文件，使用STC_ISP軟件(在http://www.mcu-memory.com下載)將Hex文件寫入芯片中，從而觀察程序運行的效果。

7.目前國內常用的單片機有哪些?

1.80C51及其兼容系列

(1)80C51系列，這是最基本的系列。包括80C31，80C51，87C51，80C32，80C52，87C52等芯片，雖然這些芯片已基本不再使用，但它們是后續發展的芯片的基礎。其中80C31單片機片內沒有ROM，80C51內部是一次性可寫4K的PROM，87C51內部是4K的EEPROM，這幾種芯片內部RAM均為128字節。而后三種芯片其內部RAM均為8K，后兩種芯片的片內ROM為8K字節。

(2)80C51兼容系列

這些芯片通常都與51系列單片機在指令一級兼容，但都擴充了諸多的新功能。常見的主要有以下一些。

STC89系列單片機，其主要特點有：直接通過串口對單片機編程;可編程為倍速運行;超低功耗;內置看門狗;內部FLASH 　ROM可作為EEPROM作斷電保存數據之用。

STC12系列單片機，其主要特點有：單時鐘周期，工作頻率0~35M，相當于普通80C510~420M;寬電壓范圍;低功耗;芯片內置E2PROM功能;內置硬件看門狗;通用I/O口可以設置為四種工作模式，在強上拉模式時可以“吐出”電流。

菲利普的LPC系列，其主要特點有：內置RC置振蕩器，選擇RC振蕩器時不需外接振蕩器件;所有口線均有20mA的LED驅動能力;有較寬的工作電壓范圍。

C8051F系列，其主要特點有：一個機器周期僅為一個時鐘周期;增加了中斷源;有內部獨立的時鐘源或接外部時鐘，并能在程序運行時實現內、外部時鐘的切換。每個I/O口引腳都可以設置為推挽或漏極開路輸出，C8051F系列單片機I/O口最為獨特的是增加了數字交叉開關，利用數字交叉開關可將內部數字系統資源定向到P0、P1和P2端口I/O引腳。這個系列很多型號的芯片具有ADC、DAC、PCA等功能。

2.PIC系列

PIC單片機的發展思路與51單片機不同，它不搞單純的功能堆積，而是從實際出發，重視產品的性能與價格比，依靠發展多種型號來滿足不同層次的應用要求;精簡指令使其執行效率大為提高。目前有PIC10、PIC12、PIC16、PIC18系列數百個品種。以PIC16F676芯片為例，該芯片內置1K字FLASH ROM，128字節EEPROM，64字節RAM，8路10位AD轉換器，內置精度高達±1%的振蕩器，極低功耗，寬工作電壓范圍，這樣一款高性能的14腳芯片，價格不到￥7，性價比相當高。

3.AVR系列

AVR系列單片機是增強型RISC結構的單片機，其主要特點是：速度快，一個機器周期僅為一個時鐘周期;品種豐富，與PIC系列類似，依靠發展多種型號來滿足不同層次的應用要求;支持ISP、IAP功能，可在線編程，方便遠程維護;工作范圍寬、抗干擾能力強。以ATMEGA8芯片為例，該芯片內置8K Flash ROM，512字節EEPROM，1K字節的RAM，8路10位AD，內置RC振蕩器。這樣一款高性能28引腳的芯片，價格僅在￥7左右，性價比也相當高。

4.其他

其他常用的單片機包括：ST、EMC、摩托羅拉、三星等等。這些單片機有些市場用量很大，但我們并沒有重點介紹，因為我們介紹的內容主要針對業余愛好者，有些芯片雖然功能強大、性價比也很高，但其并不針對業余愛好者，小批量的芯片很難買到，仿真機、C編譯器等開發工具價格極其昂貴，所以這里不作介紹，有興趣可以在網絡上搜索有關資料。