如何學(xué)習(xí)好單片機編程設(shè)計
作為一名電子技術(shù)從業(yè)人員，你學(xué)過單片機嗎？你會運用單片機嗎？
我想你一定學(xué)過，但不一定會運用。因為學(xué)習(xí)單片機比學(xué)習(xí)其他學(xué)科需要付出更多的努力和代價，不僅要學(xué)習(xí)理論知識還要練習(xí)實際操作，而且主要是在實際操作中才能真正學(xué)到單片機技術(shù)。此外，學(xué)習(xí)單片機還需要投入一定的學(xué)習(xí)成本，隨著你學(xué)習(xí)知識的擴展成本還會增加。
學(xué)習(xí)單片機的動機不外乎有四種：一是為興趣愛好而學(xué)，二是為專業(yè)而學(xué)；三是為飯碗而學(xué)；四是在工作中被逼而學(xué)。不管是哪種動機，因主修專業(yè)的不同以及電子基礎(chǔ)的深淺不同，對于不同的人可能采用不同的學(xué)習(xí)方法，根據(jù)筆者的親身學(xué)習(xí)經(jīng)驗和教授徒弟學(xué)習(xí)的感受，提出筆者的學(xué)習(xí)方法和步驟。
第一步：基礎(chǔ)理論知識學(xué)習(xí)
基礎(chǔ)理論知識包括模擬電路、數(shù)字電路和C語言知識。模擬電路和數(shù)字電路屬于抽象學(xué)科，要把它學(xué)好還得費點精神。在你學(xué)習(xí)單片機之前，覺得模擬電路和數(shù)字電路基礎(chǔ)不好的話，不要急著學(xué)習(xí)單片機，應(yīng)該先回顧所學(xué)過的模擬電路和數(shù)字電路知識，為學(xué)習(xí)單片機加強基礎(chǔ)。否則，你的單片機學(xué)習(xí)之路不僅會很艱難和漫長，還可能半途而廢。
筆者始終認(rèn)為，扎實的電子技術(shù)基礎(chǔ)是學(xué)好單片機的關(guān)鍵，直接影響單片機學(xué)習(xí)入門的快慢。有些同學(xué)覺得單片機很難，越學(xué)越復(fù)雜，最后學(xué)不下去了。有的同學(xué)看書時似乎明白了，可是動起手來卻一塌糊涂，究其原因就是電子技術(shù)基礎(chǔ)沒有打好，首先被表面知識給困惑了。
單片機屬于數(shù)字電路，其概念、術(shù)語、硬件結(jié)構(gòu)和原理都源自數(shù)字電路，如果數(shù)字電路基礎(chǔ)扎實，對復(fù)雜的單片機硬件結(jié)構(gòu)和原理就能容易理解，就能輕松地邁開學(xué)習(xí)的第一步，自信心也會樹立起來。相反，基礎(chǔ)不好，這個看不懂那個也弄不明白，越學(xué)問題越多，越學(xué)越?jīng)]有信心。如果你覺得單片機很難，那就應(yīng)該先放下單片機教材，去重溫數(shù)字電路，搞清楚觸發(fā)器、寄存器、門電路、COMS電路、時序邏輯和時序圖、進制轉(zhuǎn)換等理論知識。理解了這些知識之后再去看看單片機的結(jié)構(gòu)和原理，我想你會大徹大悟，信心倍增。
模擬電路是電子技術(shù)最基礎(chǔ)的學(xué)科，她讓你知道什么是電阻、電容、電感、二極管、三極管、場效應(yīng)管、放大器等等以及它們的工作原理和在電路中的作用，這是學(xué)習(xí)電子技術(shù)必須掌握的基礎(chǔ)知識。一般是先學(xué)習(xí)模擬電路再去學(xué)習(xí)數(shù)字電路。扎實的模擬電路基礎(chǔ)不僅讓你容易看懂別人設(shè)計的電路，而且讓你的設(shè)計的電路更可靠，提高產(chǎn)品質(zhì)量。
C語言知識并不難，沒有任何編程基礎(chǔ)的人都可以學(xué)，在我看來，初中生、高中生、中專生、大學(xué)生都能學(xué)會。當(dāng)然，數(shù)學(xué)基礎(chǔ)好、邏輯思維好的人學(xué)起來相對輕松一些。C語言需要掌握的知識就那么3個條件判斷語句、3個循環(huán)語句、3個跳轉(zhuǎn)語句和1個開關(guān)語句。別小看這10個語句，用他們組合形成的邏輯要多復(fù)雜有多復(fù)雜。學(xué)習(xí)時要一條語句一條語句的學(xué)，學(xué)一條活用一條，全部學(xué)過用過這些關(guān)鍵語句后，相信你的C基礎(chǔ)建立了。
當(dāng)基礎(chǔ)打好以后，你會感覺到單片機不再難學(xué)了，而且越學(xué)越起勁。當(dāng)單片機乖乖的依照你的邏輯思維和算法去執(zhí)行指令，實現(xiàn)預(yù)期控制效果的時候，成就感會讓你信心十足、夜以續(xù)日、廢寢忘食的投入到單片機的世界里。可以這么說，扎實的電子技術(shù)基礎(chǔ)和C語言基礎(chǔ)能增強學(xué)習(xí)單片機信心，較快掌握單片機技術(shù)。
第二步：單片機實踐
這是真正學(xué)習(xí)單片機的過程，既讓人興奮又讓人疲憊，既讓人無奈又讓人不服，既讓人孤獨又讓人充實，既讓人氣憤又讓人欣慰，既有失落感又有成就感。其中的酸甜苦辣只有學(xué)過的人深有體會。思想上要有刻苦學(xué)習(xí)的決心，硬件上要有一套完整的學(xué)習(xí)開發(fā)工具，軟件上要注重理論和實踐相結(jié)合。
1.有刻苦學(xué)習(xí)的決心
首先，明確學(xué)習(xí)目的。先認(rèn)真回答兩個問題：我學(xué)單片機來做什么？需要多長時間把它學(xué)會？這是你學(xué)單片機的動力。沒有動力，我想你堅持不了多久。
其次，端正學(xué)習(xí)心態(tài)。單片機學(xué)習(xí)過程是枯燥乏味、孤獨寂寞的過程。要知道，學(xué)習(xí)知識沒有捷徑，只有循序漸進，腳踏實地，一步一個腳印，才能學(xué)到真功夫。再次，要多動腦勤動手。單片機的學(xué)習(xí)具有很強的實踐性，是一門很注重實際動手操作的技術(shù)學(xué)科。不動手實踐你是學(xué)不會單片機的。
最后，虛心交流。在單片機學(xué)習(xí)過程中每個人都會遇到無數(shù)不能解決的問題，需要你向有經(jīng)驗的過來人虛心求教，否則，一味的自己埋頭摸索會走許多彎路，浪費很多時間。
2.有一套完整的學(xué)習(xí)開發(fā)工具
學(xué)習(xí)單片機是需要成本的。必須有一臺電腦、一塊單片機開發(fā)板（如果開發(fā)板不能直接下載程序代碼的話還得需要一個編程器）、一套視頻教程、一本單片機教材和一本C語言教材。電腦是用來編寫和編譯程序，并將程序代碼下載到單片機上；開發(fā)板用來運行單片機程序，驗證實際效果；視頻教程就是手把手教你單片機開發(fā)環(huán)境的使用、單片機編程和調(diào)試。對于單片機初學(xué)者來說，視頻教程必須看，要不然，哪怕把教材看了幾遍，還是不知道如何下手，尤其是院校里的單片機教材，學(xué)了之后，面對真正的單片機時可能還是束手無策；單片機教材和C語言教材是理論學(xué)習(xí)資料，備忘備查。不要為了節(jié)約成本不用開發(fā)板而光用Protur軟件仿真調(diào)試，這和紙上談兵沒什么區(qū)別。
3. 要注重理論和實踐相結(jié)合
單片機C語言編程理論知識并不深奧，光看書不動手也能明白。但在實際編程的時候就沒那么簡單了。一個程序的形成不僅需要有C語言知識，更多需要融入你個人的編程思路和算法。編程思路和算法決定一個程序的優(yōu)劣，是單片機編程的大問題，只有在實際動手編寫的時候才會有深切的感悟。一個程序能否按照你的意愿正常運行就要看你的思路和算法是否正確、合理。如果程序不正常則要反復(fù)調(diào)試(檢查、修改思路和算法)，直到成功。這個過程耗時、費腦、疲精神，意志不堅強者往往被絆倒在這里半途而廢。
學(xué)習(xí)編寫程序應(yīng)該按照以下過程學(xué)習(xí)，效果會更好？吹嚼填}目先試著構(gòu)思自己的編程思路，然后再看教材或視頻教程里的代碼，研究人家的編程思路，注意與自己思路的差異；接下來就照搬人家的思路親自動手編寫這個程序，領(lǐng)會其中每一條語句的作用；對有疑問的地方試著按照自己的思路修改程序，比較程序運行效果，領(lǐng)會其中的奧妙。每一個例程都堅持按照這個過程學(xué)習(xí)，你很快會找到編程的感覺，取其精華去其糟粕，久而久之會形成你獨特的編程思想。當(dāng)然，剛開始，看別人的程序源代碼就像看天書一樣，只要硬著頭皮看，看到不懂的關(guān)鍵字和語句就翻書查閱、對照。只要能堅持下來，學(xué)習(xí)收獲會事半功倍。
在實踐過程中不僅要學(xué)會別人的例程，還要在別人的程序上改進和拓展，讓程序產(chǎn)生更強大的功能。同時，還要懂得通過查閱芯片數(shù)據(jù)手冊（DATASHEET）里有關(guān)芯片命令和數(shù)據(jù)的讀寫時序來核對別人例程的可靠性，如果你覺得例程不可靠就把它修改過來，成為是你自己的程序。不僅如此，自己應(yīng)該經(jīng)常找些項目來做，以鞏固所學(xué)的知識和積累更多的經(jīng)驗。
第三步：單片機硬件設(shè)計
當(dāng)編寫自己的程序信手拈來、閱讀別人的程序能夠發(fā)現(xiàn)問題的時候，說明你的單片機編程水平相當(dāng)不錯了。接下來就應(yīng)該研究的硬件了。硬件設(shè)計包括電路原理設(shè)計和PCB板設(shè)計。學(xué)習(xí)做硬件要比學(xué)習(xí)做軟件麻煩，成本更高，周期更長。但是，學(xué)習(xí)單片機的最終目的是做產(chǎn)品開發(fā)----軟件和硬件相結(jié)合形成完整的控制系統(tǒng)。所以，做硬件也是學(xué)習(xí)單片機技術(shù)的一個必學(xué)內(nèi)容。
電路原理設(shè)計涉及到各種芯片的應(yīng)用，而這些芯片外圍電路的設(shè)計、典型應(yīng)用電路和與單片機的連接等在芯片數(shù)據(jù)手冊（DATASHEET）都能找到答案，前提是要看得懂全英文的數(shù)據(jù)手冊。否則，照搬別人的設(shè)計永遠落在別人的后面，你做的產(chǎn)品就沒有創(chuàng)意。電子技術(shù)領(lǐng)域的第一手資料（DATASHEET）都是英文，從第一手資料里你所獲得的知識可能是在教科書、網(wǎng)絡(luò)文檔和課外讀物等所沒有的知識。雖然有些資料也都是在DATASHEET的基礎(chǔ)上撰寫的，但內(nèi)容不全面，甚至存在翻譯上的遺漏和錯誤。當(dāng)然，閱讀DATASHEET需要具備一定的英文閱讀能力，這也是阻礙單片機學(xué)習(xí)者晉級的絆腳石。良好的英文閱讀能力能讓你在單片機技術(shù)知識的海洋里自由遨游。
做PCB板就比較簡單了。只要懂得使用Protel軟件或 AltimDesigner軟件就沒問題了。但要想做的板子布局美觀、布線合理還得費一番功夫了。
嫻熟的單片機C語言編程、會使用Protel軟件或 AltimDesigner軟件設(shè)計PCB板和具備一定的英文閱讀能力，你就是一個遇強則強的單片機高手了。
編輯：admin 最后修改時間：2018-12-27
