单片机入门心得（连载）

ID:67563 · 发表于 2014-11-27 19:14

（一）汇编入门
最近看到几个寻求单片机入门的帖子，一时心血来潮，把自己的一些入门心得写了下来，希望能对初学者有所帮助吧。
可能很多人学习单片机的开始都是一章一章的的去阅读教程，我也这样做过，结果就是没多久就昏昏欲睡了。对于初学者来说，什么随机存储器啊，只读存储器啊，寄存器啊，寻址方式啊，周期啊，指令啊。。。等等等等，简直就跟看天书一样。其实，我认为对于初学者来说，没必要了解这么多，学习总是一个循序渐进的过程，不要妄想着能一下子就把单片机的理解透了，然后再去动手做实验，做项目，这是很不现实的。
学习单片机的时候，要想着单片机能做什么我就学什么，我想要做什么就学什么，不懂，就翻书，再不行，就上网找。那么首先单片机能做些什么呢？单片机能做的事情很多很多，恐怕说个几天几夜都说不完。可能很多人会这么说，这么多的功能，这么多的例子，究竟从何学起啊！但是在我看来，单片机能做的只有两件事而你要做的也只有这两件事情：第一，输出高低电平；第二，接收高低电平的输入。假如单片机没有输入输出功能，那么程序编得在怎么超凡脱俗，也没有任何意义。因为，没有了跟外围器件的通信，单片机还有什么用呢！那么跟外围器件的通信靠的是什么呢？高电平（+3.3V或+5V）和低电平（0V）。那么我们的目的就很明确了，学习单片机的目的就是让单片机的各个管脚输入或输出高或低电平。在程序上代表高低电平的就是数字量1和0。也就是说，程序的最终目的就是在各个管脚上输入或输出1或0。所有的程序都是为了达成这个目的而设计的。换句话来说，只要能在你想要的管脚输入或输出你想要实现的高或低电平，那么你的目的就已经达到了，不要去管你的程序有多么的臃肿或是不堪入目，这个会随着你学习的深入和经验的积累而逐渐改善，不需要着急。
举个最简单的例子，在单片机的P1.0的管脚上接一个LED灯，要让LED灯点亮，就是在P1.0管脚上输出高电平，要让LED灯熄灭，就是在P1.0脚上输出低电平。那么怎么样才能在P1.0脚上输出高或低电平呢？不知道，那就去翻书一条一条的去找指令。哦，找到一条SETB置位指令，置位P1.0那不就是把1赋给P1.0吗，P1.0置1，不就是输出高电平了吗？至于是不是，谁试谁知道。不过，先不要着急，既然找到了输出高电平的指令，那么顺便找找输出低电平的指令。好了，没错，就是你了CLR。那么现在就可以编程序了：
         ORG       0000H
         JMP       MAIN
         OGR       0030H             ;如果不能理解这几条指令的意思，那就直接套用就可以了
MAIN:
         SETB    P1.0                ;输出高电平，点亮LED灯
         CLR       P1.0                ;输出低电平，熄灭LED灯
         END
好了，程序完成，很简单吧。可是，这个只是一亮一灭，我要它不停的闪烁怎么办？简单！多加一句跳转指令就行了，跳转指令上面就有JMP，那好吧，再改一下程序
         ORG       0000H
         JMP       MAIN
         OGR       0030H
MAIN:
         SETB    P1.0
         CLR       P1.0
         JMP       MAIN
         END
大功告成
可是，程序运行之后，看不到LED灯一亮一灭啊！怎么回事？这是当然了，单片机CUP的运行速度是以微秒来计的，人的眼睛是反应不过来的。那要怎么办呢？让CPU停一下等个一两秒再执行下一条指令？那显然不行，地球人都知道。那就找点事情给CPU去忙吧，不管它干什么都行，只要再这段时间内不要去碰P1.0管脚就行了。那么让它去做什么呢，国际上-_-!!!通常让它去数数，因为CPU每数一个数的时间都是一样的，比如说1微秒，那么数1 000个数，就是1毫秒，数1 000 000个数就是一秒。那么怎么样让CPU去数数呢？继续找指令表，我找。。。找到一个INC，每执行一次，操作数加1，那我要数到1 000 000的时候停止呢，怎么办？不知道。不知道！那要你干什么，一边去吧你，顺便把你兄弟DEC也带走，我不想再见到你们！我再找。。。这个好像有点用JZ，累加器A中为0就跳转，好像可以啊，我先让CPU跳一边去然后给A一个数1 000 000，让A从1 000 000减到0，A为0时再跳转回来不就行了？不过累加器A是什么？不知道？那就再翻书。。。哦，好像A最大只能到255，到不了1 000 000，怎么办？255就255吧，先试试再说，看能不能看出变化。那么怎么给A送数呢？MOV呗！好了，那谁谁谁，你给我回来，DEC别看了，说的就是你！嗯，再改一下程序
         ORG       0000H
         JMP       MAIN
         OGR       0030H
MAIN:
         SETB    P1.0
         MOV       A,#255          ;给A一个数，让CPU去数
         JMP       WAIT             ;CPU给我一边数数去
LED_OFF:
         CLR       P1.0
         MOV       A,#255          ;
         JMP       WAIT1          ;再来一个
LED_ON:
         JMP       MAIN
WAIT:
         DEC       A                   ;A-1
         JZ          LED_OFF       ;等于0就跳回去
         JMP       WAIT             ;不等于0就继续减
WAIT1:
         DEC       A                   ;A-1
         JZ          LED_ON       ;等于0就跳回去
         JMP       WAIT1          ;不等于0就继续减
         END
编译，，排错，运行，大功告成
好了，程序编完了，也能运行了，不过现在高兴是不是太早了，你在JMP来JMP去的，JMP的我头都晕了，那我要是要再延长一点时间，你岂不是要JMP个没完没了了？！难道就没有别的方法了吗？那好吧，我在翻翻书。真是书到用时方恨少啊。。。咦，这个看起来有点意思，CALL，是不是跟打电话一样，不管你在哪里，一个CALL，就能找到你啊。不过这个ACALL和LCALL又有神马不同呢，难道还有国内长途和国际长途之分？不管了，就用你了LCALL，反正不用花钱。
         ORG       0000H
         JMP       MAIN
         OGR       0030H
MAIN:
         SETB    P1.0
         MOV       A,#255
         LCALL    WAIT             ;我CALL
         LCALL    WAIT             ;我再CALL
         LCALL    WAIT             ;
         LCALL    WAIT             ;
         LCALL    WAIT             ;我CALL,CALL,CALL。。。
         CLR       P1.0
         LCALL    WAIT
         LCALL    WAIT
         LCALL    WAIT
         LCALL    WAIT             ;哈哈哈。。。CALL个够，爽
         JMP       MAIN
WAIT:
         DEC       A                   ;A-1
         JNZ       WAIT             ;没数完，继续。。。
         RET                            ;数完了，那我挂电话了，有时间再CALL你啊
         END
好了，这回看起来舒服多了。不过累加器A，看起来你有点意见？A：“废话！你不知道老子很忙的吗！分分钟几十万上下，你叫我给你数数？你确定，你的脑袋没被驴给踢过？老子纵横机湖几十年，阅人无数，就没见过你这么白的程序员！”好吧，大哥，你牛，我惹不起你我躲的起。我再翻书，幸好这不是在考试，我想怎么翻就怎么翻。。。有了！就是你了DJNZ，减1不为0就跳转。咦，怎么没有减1为0跳转的呢？也不知道创造汇编的那位大神是怎么想的。好吧，这不是我们这些小菜鸟该管的，还是改我的程序比较靠谱一点
         ORG       0000H
         JMP       MAIN
         OGR       0030H
MAIN:
         SETB    P1.0
         MOV       R0,#255       ;那就换一个呗
         LCALL    WAIT             ;我CALL
         LCALL    WAIT             ;我再CALL
         LCALL    WAIT             ;
         LCALL    WAIT             ;
         LCALL    WAIT             ;我CALL,CALL,CALL。。。
         CLR       P1.0
         LCALL    WAIT
         LCALL    WAIT
         LCALL    WAIT
         LCALL    WAIT             ;哈哈哈。。。
         JMP       MAIN
WAIT:
         DJNZ    R0,WAIT       ;没数完，继续
         RET                            ;数完了，那我挂电话了，有时间再CALL你啊
         END
好了，终于终于终于编完了，其实单片机也不怎么难嘛，呵呵。
最后，再介绍一句，其实
DJNZ    R0,WAIT
这句，还可以换成
DJNZ    R0,$
这样，减1不为0就等待，其实我想介绍的是这一句
JMP       $
这是个死循环，原地跳步，用来调试程序是非常好用的。不知道创造这句的大神是不是要告诉全世界的程序员，美元的魅力连CPU也挡不住，看到它，谁也跑不动。好了，言归正传，这一句其实用来调试程序是非常好用的，不知道怎么用，就先记住吧，或许以后有用，或许永远也没用，一家之言，每个人有每个人的方法。

ID:67563 · 发表于 2014-11-27 19:15

（二）IC协议

如果CCAV要举办“菊花郎杯我最喜爱的单片机通信协议”的话，我以菊花郎集团首席执行官名誉担保，I2C一定会摘得

桂冠。什么？你说SPI应用更广泛？但是，对于初学者来说SPI在很多时候往往数据发送过去之后，就如石沉大海，完

全不知所以。当年，小菜鸟我操控SPI协议的时候，简直就像是中了七伤拳的至尊宝：“二当家的，老子踩了你那么久

，就算不痛也随便应付两声嘛！”相比之下I2C就乖巧多了，至少你踩他8脚，他会回应一声。现在，大家知道我为什

么要选I2C了吧！

好了，我们言归正传，I2C的ACK确实是非常的好用，I2C有没有写对，请看ACK！一目了然，真的是太方便了！I2C真的

这么简单吗？是不是参照着协议图写完就OK了呢？未必！以我自己的经历来看，曾经无数次的，拿着仿真器，对着I2C

协议时序图，一个时钟一个时钟的校验，或是在客户那里对着示波器一个脉冲一个脉冲的读I2C数据。那时候，总是担

心着是不是多了或是少了一个脉冲啊，究竟是在上升沿还是下降沿读写数据啊。。。等等，总之，就是心里没底。哎

，小菜鸟真是伤不起，伤不起啊伤不起。。。

咦，又跑题了。对于I2C，我总结了3点原则。自从有了这3点（怎么听起来这么别扭呢），再也不用为I2C协议

担心啦！请看：
（1）、在I2C起始信号之前，和结束信号之后，确保SCL和SDA脚为高电平；
（2）、在每个函数（结束信号函数除外）之后，确保SCL为低电平；
（3）、请参考以上两条(哈哈，其实只有两点啦，但是我要是说只有两点那岂不是很没面子）
是不是不明觉厉呢。别着急，我们慢慢来分析。
我们先从起始和结束信号函数开始分析，
void I2c_Start(void)
{
      SCL_HIGH;
      SDA_HIGH;
      nop();
      SDA_LOW;
      nop();
      SCL_LOW;
}
void I2c_Stop(void)
{
      SDA_LOW;
      nop();
      SCL_HIGH;
      nop();
      SDA_HIGH;
}
对照这两个函数请看第一点，对于I2c_Stop()的SCL_HIGH和SDA_HIGH，这两个没什么可说的，这是协议的结束信号，

只要没写反了就行，连这个也写反了的童鞋，自己面壁思过去。这里要说明一下的是I2c_Start()开始的两个SCL_HIGH

和SDA_HIGH，有没有童鞋觉得每次结束信号都把SCL和SDA拉高了，还有没有必要每次都在I2c_Start()里面再写一遍啊

，太浪费了，勤俭节约是中华民族的光荣传统，可是我要说的是，可能在某个不为人知

的阴暗角落，或许I2C的某根线就被偷偷的改变了状态。这怎么可能！我自己编的程序难度有没有用到I2C还不知道吗

？可是，在工作中可能你接手的程序已经不知道经过了多少人的缝缝补补，特别是在一些大型企业中尤为如此。So，

安全第一，安全第一！还有就是你编写的I2C程序可能会有他人调用，与人方便自己方便吧！对了，还有第2点，这点

跟I2c_Stop()没就关系，你可以凉凉去了。当然对于I2c_Start()也没什么可说的，协议写了嘛，SCL为低，必须的！

好了，你们两个可以去领盒饭了，下一个I2c_Write(u8 uByte)轮到你了，还看，说的就是你了！上来躺好，放心不用

解剖，我们只看两点，好吧，就看一点
void I2c_write(u8 uByte)       //unsigned char 定义为u8，以后不在说明
{
      u8 i;

      for(i=0; i<8; i++)
      {
            if(uByte & 0x80)
            {
                     SDA_HIGH;
            }
            else
            {
                     SDA_LOW;
            }
            SCL_HIGH;       //我高，划破长空，前面的一切不管
            nop();
            SCL_LOW;       //我低，一场春梦，生与死一切成空
            uByte <<= 1;
      }
}
写数据其实就是8个时钟脉冲，这个做个循环就行了，依次把一个字节的数据写到SDA脚。关键是SCL的时钟脉冲怎么写

，根据第二点准则，所有I2C通信函数都以SCL低电平结束（结束信号除外），所以，写脉冲首先就是把SCL拉高，然后

再拉低，这就是一个bit的写时序了，循环8次，结束写字节操作。你看，最后还是以SCL低为结束，完美收官！耶！真是太有默契了，赞一个先！

当当当当，下面有请我们今天的男猪脚I2c_WriteAck()隆重登场！咦，你脚下踩的是什么？
u8 I2c_WriteAck(void)
{
      u8 ack;

      SDA_IN;             //对于51单片机来说，设置为输入其实就是把管脚置1，所以这句等同于SDA_HIGH，
                     //这句很重要，因为你可能在写数据的时候把SDA拉低了，所以比不可少
      SCL_HIGH;
      nop();
      if(READ_SDA)       //Only you 能保护我，让螃蟹和蚌精无法吃我
            ack;= 1;
      else
            ack;= 0;
      SCL_LOW;
      SDA_OUT;       //对于51来说，这句为空

      return ack;
}
根据第二准则，写操作必定是以SCL低为结束，那么，SCL也是以拉高为开始。现在大家知道我为什么要强调必须以SCL

低为函数的结束了吧！这样一来对于每一个函数，都可以独立去分析，不必去理会在这之前的时钟是什么状态。别看

ACK这么简单，I2C协议是生是死就看他的脸色了！对于用I2C通信的所有产品，不管别人对我说的是什么问题，我首先

闻到第一句就是ACK有没有响应？嗯，调试等一下再说，先看读操作。“O~O~Only you！”O你个头。。。

好了，轮到你们了，I2c_Read()、I2c_ReadAck()和I2c_ReadNAck()，都以前上来吧
u8 I2c_Read(void)
{
      u8 i;
      u8 uByte;

      SDA_IN;             //亲，别忘了伦家哦
      for(i=0; i<8; i++)
      {
            uByte <<= 1;
            SCL_HIGH;
            if(READ_SDIO)
                     uByte |= 0x01;
            SCL_LOW;
            nop();
      }

      SDA_OUT;       //“我呢，我呢！”你啊，看情况吧

      return uByte;
}
void I2c_ReadAck(void)
{
      SDA_LOW;
      nop();
      SCL_HIGH;
      nop();
      SCL_LOW;
}
void I2c_ReadNack(void)
{
      SDA_HIGH;
      nop();
      SCL_HIGH;
      nop();
      SCL_LOW;
}
这三个函数就不一一分析了，大家以此类推吧。

呼，I2C协议至此大功告成了，照此分析，童鞋们再也不用担心出错了！大家想怎么玩就怎么玩，即使是量大的日子也

不用担心侧漏了（咦，这句好像在哪里听过）！

好了，高兴三分钟就够了。是不是I2C协议写好就完事OK了呢？我可以很负责任的告诉你：NO！
嗯，今天就先讲到这里吧。欲知后事，请听下回分解。。。

ID:68618 · 发表于 2014-11-27 22:37

楼主太给力了，我刚看了两次，非常精辟。对我很有用，既学到了技术又提高了信心感谢

ID:26188 · 发表于 2014-11-27 23:49

一口气看完了，意犹未尽，等待楼主的第3篇连载

ID:1 · 发表于 2014-11-28 16:09

写的不错，对初学者很有帮助。看来此贴可以加入精华了。等待楼主的下一篇文章

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