MCU是Microcontroller Unit 的簡稱俯渤,中文叫微控制器呆细,俗稱單片機,是把CPU的頻率與規(guī)格做適當縮減八匠,并將內(nèi)存絮爷、計數(shù)器趴酣、USB、A/D轉(zhuǎn)換坑夯、UART岖寞、PLC、DMA等周邊接口柜蜈,甚至LCD驅(qū)動電路都整合在單一芯片上慎璧,形成芯片級的計算機,為不同的應用場合做不同組合控制跨释,諸如手機胸私、PC外圍、遙控器鳖谈,至汽車電子岁疼、工業(yè)上的步進馬達、機器手臂的控制等缆娃,都可見到MCU的身影捷绒。
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一、單片機發(fā)展簡史
單片機出現(xiàn)的歷史并不長贯要,但發(fā)展十分迅猛兰怠。它的產(chǎn)生與發(fā)展和微處理器(CPU)的產(chǎn)生與發(fā)展大體同步,自1971年美國英特爾公司首先推出4位微處理器以來吗货,它的發(fā)展到目前為止大致可分為5個階段急前。下面以英特爾公司的單片機發(fā)展為代表加以介紹。
1971年~1976年
單片機發(fā)展的初級階段宅广。1971年11月英特爾公司首先設計出集成度為2000只晶體管/片的4位微處理器英特爾4004葫掉,并配有RAM、 ROM和移位寄存器跟狱, 構(gòu)成了第一臺MCS—4微處理器俭厚, 而后又推出了8位微處理器英特爾8008, 以及其它各公司相繼推出的8位微處理器驶臊。
1976年~1980年
低性能單片機階段挪挤。以1976年英特爾公司推出的MCS—48系列為代表, 采用將8位CPU关翎、 8位并行I/O接口扛门、8位定時/計數(shù)器、RAM和ROM等集成于一塊半導體芯片上的單片結(jié)構(gòu)笤休, 雖然其尋址范圍有限(不大于4 KB)尖飞, 也沒有串行I/O, RAM、 ROM容量小政基, 中斷系統(tǒng)也較簡單贞铣, 但功能可滿足一般工業(yè)控制和智能化儀器、儀表等的需要沮明。
1980年~1983年
高性能單片機階段辕坝。這一階段推出的高性能8位單片機普遍帶有串行口,有多級中斷處理系統(tǒng)荐健, 多個16位定時器/計數(shù)器酱畅。片內(nèi)RAM、 ROM的容量加大江场,且尋址范圍可達64 KB纺酸,個別片內(nèi)還帶有A/D轉(zhuǎn)換接口。
1983年~80年代末
16位單片機階段址否。1983年英特爾公司又推出了高性能的16位單片機MCS-96系列餐蔬,由于其采用了最新的制造工藝, 使芯片集成度高達12萬只晶體管/片佑附。
1990年代
單片機在集成度樊诺、功能、速度音同、可靠性词爬、應用領域等全方位向更高水平發(fā)展。
二权均、單片機的分類及應用
MCU按其存儲器類型可分為無片內(nèi)ROM型和帶片內(nèi)ROM型兩種顿膨。對于無片內(nèi)ROM型的芯片,必須外接EPROM才能應用(典型為8031)螺句;帶片內(nèi)ROM型的芯片又分為片內(nèi)EPROM型(典型芯片為87C51)虽惭、MASK片內(nèi)掩模ROM型(典型芯片為8051)橡类、片內(nèi)Flash型(典型芯片為89C51)等類型蛇尚。
按用途可分為通用型和專用型;根據(jù)數(shù)據(jù)總線的寬度和一次可處理的數(shù)據(jù)字節(jié)長度可分為8顾画、16取劫、32位MCU。
目前研侣,國內(nèi)MCU應用市場最廣泛的是消費電子領域谱邪,其次是工業(yè)領域、和汽車電子市場庶诡。消費電子包括家用電器惦银、電視、游戲機和音視頻系統(tǒng)等。工業(yè)領域包括智能家居扯俱、自動化书蚪、醫(yī)療應用及新能源生成與分配等。汽車領域包括汽車動力總成和安全控制系統(tǒng)等迅栅。
三殊校、單片機的基本功能
對于絕大多數(shù)MCU,下列功能是最普遍也是最基本的读存,針對不同的MCU为流,其描述的方式可能會有區(qū)別,但本質(zhì)上是基本相同的:
1让簿、TImer(定時器):TImer的種類雖然比較多敬察,但可歸納為兩大類:一類是固定時間間隔的TImer,即其定時的時間是由系統(tǒng)設定的尔当,用戶程序不可控制静汤,系統(tǒng)只提供幾種固定的時間間隔給用戶程序進行選擇,如32Hz居凶,16Hz虫给,8Hz等,此類TImer在4位MCU中比較常見侠碧,因此可以用來實現(xiàn)時鐘抹估、計時等相關的功能。
另一類則是Programmable Timer(可編程定時器)弄兜,顧名思義药蜻,該類Timer的定時時間是可以由用戶的程序來控制的,控制的方式包括:時鐘源的選擇替饿、分頻數(shù)(Prescale)選擇及預制數(shù)的設定等语泽,有的MCU三者都同時具備,而有的則可能是其中的一種或兩種视卢。此類Timer應用非常靈活踱卵,實際的使用也千變?nèi)f化,其中最常見的一種應用就是用其實現(xiàn)PWM輸出据过。
由于時鐘源可以自由選擇惋砂,因此,此類Timer一般均與Event Counter(事件計數(shù)器)合在一起绳锅。
2西饵、IO口:任何MCU都具有一定數(shù)量的IO口,沒有IO口鳞芙,MCU就失去了與外部溝通的渠道眷柔。根據(jù)IO口的可配置情況期虾,可以分為如下幾種類型:
純輸入或純輸出口:此類IO口由MCU硬件設計決定,只能是輸入或輸出驯嘱,不可用軟件來進行實時的設定彻消。
直接讀寫IO口:如MCS-51的IO口就屬于此類IO口。當執(zhí)行讀IO口指令時宙拉,就是輸入口;當執(zhí)行寫IO口指令則自動為輸出口宾尚。
程序編程設定輸入輸出方向的:此類IO口的輸入或輸出由程序根據(jù)實際的需要來進行設定,應用比較靈活谢澈,可以實現(xiàn)一些總線級的應用煌贴,如I2C總線,各種LCD锥忿、LED Driver的控制總線等牛郑。
對于IO口的使用,重要的一點必須牢記的是:對于輸入口敬鬓,必須有明確的電平信號淹朋,確保不能浮空(可以通過增加上拉或下拉電阻來實現(xiàn));而對于輸出口,其輸出的狀態(tài)電平必須考慮其外部的連接情況钉答,應保證在Standby或靜態(tài)狀態(tài)下不存在拉電流或灌電流础芍。
3、外部中斷:外部中斷也是絕大多數(shù)MCU所具有的基本功能数尿,一般用于信號的實時觸發(fā)仑性,數(shù)據(jù)采樣和狀態(tài)的檢測,中斷的方式由上升沿右蹦、下降沿觸發(fā)和電平觸發(fā)幾種诊杆。外部中斷一般通過輸入口來實現(xiàn),若為IO口何陆,則只有設為輸入時其中斷功能才會開啟;若為輸出口晨汹,則外部中斷功能將自動關閉(ATMEL的ATiny系列存在一些例外,輸出口時也能觸發(fā)中斷功能)贷盲。外部中斷的應用如下:
外部觸發(fā)信號的檢測:一種是基于實時性的要求淘这,比如可控硅的控制,突發(fā)性信號的檢測等晃洒,而另一種情況則是省電的需要慨灭。
信號頻率的測量:為了保證信號不被遺漏,外部中斷是最理想的選擇球及。
數(shù)據(jù)的解碼:在遙控應用領域,為了降低設計的成本呻疹,經(jīng)常需要采用軟件的方式來對各種編碼數(shù)據(jù)進行解碼吃引,如Manchester和PWM編碼的解碼筹陵。
按鍵的檢測和系統(tǒng)的喚醒:對于進入Sleep狀態(tài)的MCU,一般需要通過外部中斷來進行喚醒镊尺,最基本的形式則是按鍵朦佩,通過按鍵的動作來產(chǎn)生電平的變化。
4庐氮、通訊接口:MCU所提供的通訊接口一般包括SPI接口语稠,UART,I2C接口等弄砍,其分別描述如下:
SPI接口:此類接口是絕大多數(shù)MCU都提供的一種最基本通訊方式仙畦,其數(shù)據(jù)傳輸采用同步時鐘來控制,信號包括:SDI(串行數(shù)據(jù)輸入)音婶、SDO(串行數(shù)據(jù)輸出)慨畸、SCLK(串行時鐘)及Ready信號;有些情況下則可能沒有Ready信號;此類接口可以工作在Master方式或Slave方式下,通俗說法就是看誰提供時鐘信號衣式,提供時鐘的一方為Master寸士,相反的一方則為Slaver。
UART(Universal Asynchronous Receive Transmit):屬于最基本的一種異步傳輸接口碴卧,其信號線只有Rx和Tx兩條弱卡,基本的數(shù)據(jù)格式為:Start Bit + Data Bit(7-bits/8-bits) + Parity Bit(Even, Odd or None) + Stop Bit(1~2Bit)住册。一位數(shù)據(jù)所占的時間稱為Baud Rate(波特率)谐宙。
對于大多數(shù)的MCU來講,數(shù)據(jù)位的長度界弧、數(shù)據(jù)校驗方式(奇校驗凡蜻、偶校驗或無校驗)、停止位(Stop Bit)的長度及Baud Rate是可以通過程序編程進行靈活設定垢箕。此類接口最常用的方式就是與PC機的串口進行數(shù)據(jù)通訊划栓。
I2C接口:I2C是由Philips開發(fā)的一種數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議,同樣采用2根信號來實現(xiàn):SDAT(串行數(shù)據(jù)輸入輸出)和SCLK(串行時鐘)条获。其最大的好處是可以在此總線上掛接多個設備忠荞,通過地址來進行識別和訪問;I2C總線的一個最大的好處就是非常方便用軟件通過IO口來實現(xiàn),其傳輸?shù)臄?shù)據(jù)速率完全由SCLK來控制帅掘,可快可慢委煤,不像UART接口,有嚴格的速率要求修档。
5碧绞、Watchdog(看門狗定時器):Watchdog也是絕大多數(shù)MCU的一種基本配置(一些4位MCU可能沒有此功能),大多數(shù)的MCU的Watchdog只能允許程序?qū)ζ溥M行復位而不能對其關閉(有的是在程序燒入時來設定的吱窝,如Microchip PIC系列MCU)讥邻,而有的MCU則是通過特定的方式來決定其是否打開迫靖,如Samsung的KS57系列,只要程序訪問了Watchdog寄存器兴使,就自動開啟且不能再被關閉系宜。一般而言watchdog的復位時間是可以程序來設定的。Watchdog的最基本的應用是為MCU因為意外的故障而導致死機提供了一種自我恢復的能力发魄。
四盹牧、全球主流單片機制造商
(排名不分先后,整理為主流廠商励幼,如有缺少請在評論區(qū)補充)
歐美地區(qū)
1汰寓、Freescale+NXP(飛思卡爾+恩智浦):荷蘭,主要提供16位赏淌、32位MCU踩寇。應用范圍:汽車電子、LED和普通照明六水、醫(yī)療保健俺孙、多媒體融合、家電和電動工具掷贾、樓宇自動化技術電機控制睛榄、電源和功率轉(zhuǎn)換器、能源和智能電網(wǎng)想帅、自動化场靴、計算機與通信基礎設施。
2港准、Microchip+Atmel(微芯科技+愛特梅爾):美國旨剥,主要提供16位、32位MCU浅缸。應用范圍:汽車電子轨帜、工業(yè)用、電機控制衩椒、汽車蚌父、樓宇自動化、家用電器毛萌、家庭娛樂苟弛、工業(yè)自動化、照明阁将、物聯(lián)網(wǎng)膏秫、智能能源、移動電子設備冀痕、計算機外設荔睹。
3狸演、Cypress+Spansion(賽普拉斯+飛索半導體):美國言蛇,主要提供8位僻他、16位、32位MCU腊尚。應用范圍:汽車電子吨拗、家用電器、醫(yī)療婿斥、消費類電子劝篷、通信與電信、工業(yè)民宿、無線娇妓。
4、ADI(亞德諾半導體):美國活鹰,主要提供8位哈恰、16位、32位MCU志群。應用范圍:航空航天與國防着绷、汽車應用 、樓宇技術 锌云、通信 荠医、消費電子 、能源 桑涎、醫(yī)療保健 彬向、儀器儀表和測量 、電機攻冷、工業(yè)自動化 娃胆、安防。
5讲衫、Infineon(英飛凌):德國缕棵,主要提供16位、32位MCU招驴。應用范圍:汽車電子、消費電子别厘、工程拥诡、商用和農(nóng)用車輛氮发、數(shù)據(jù)處理爽冕、電動交通、工業(yè)應用披蕉、醫(yī)療設備颈畸、移動設備、電機控制與驅(qū)動没讲、電源眯娱、面向摩托車電動自行車與小型電動車、智能電網(wǎng)爬凑、照明徙缴、太陽能系統(tǒng)解決方案、風能系統(tǒng)解決方案嘁信。
6于样、ST Microelectronics(意法半導體):意大利/法國,主要提供32位MCU吱抚。應用范圍:LED和普通照明百宇、交通運輸、醫(yī)療保健秘豹、多媒體融合携御、家電和電動工具、樓宇自動化技術電機控制既绕、電源和功率轉(zhuǎn)換器啄刹、能源和智能電網(wǎng)、自動化凄贩、計算機與通信基礎設施誓军。
7、Qualcomm(高通):美國疲扎,主要提供16位昵时,32位MCU椒丧。應用范圍:智能手機句柠、平板電腦溯职、無線調(diào)制解調(diào)器谜酒。
8她肯、Texas Instruments(德州儀器):美國鹰贵,主要提供16位、32位MCU敷钾。應用范圍:汽車電子阻荒、消費電子侨赡、醫(yī)療設備羊壹、移動設備、通信柠偶。
9毡证、Maxim(美信):美國情竹,主要提供32位MCU雏蛮。應用范圍:汽車電子挑秉、消費電子犀概、工業(yè)應用姻灶、安防。
日韓地區(qū)
1曾沈、Renesas(瑞薩):日本塞俱,主要提供16位障涯、32位MCU像樊。應用范圍:電腦及外設、消費類電子涂滴、健康醫(yī)療電子柔纵、汽車電子搁料、工業(yè)霸琴、通信梧乘。
2选调、Toshiba(東芝):日本,主要提供16位枝笨、32位MCU。應用范圍:汽車電子屉更、工業(yè)用瑰谜、電機控制萨脑、無線通信、移動電話瘫俊、電腦與周邊設備骂蓖、影像及音視頻登下、消費類(家電)银酬、LED照明揩瞪、安全李破、電源管理、娛樂設備妇菱。
3闯团、Fujitsu(富士通):日本房交,主要提供32位MCU候味。應用范圍:汽車、醫(yī)療帜慢、機械崖堤,家電密幔。
4昧廷、Samsung Electronics(三星電子):韓國木柬,主要提供16位眉枕、32位MCU速挑。應用范圍:汽車電子、工業(yè)用腊满、電機控制碳蛋、汽車疮蹦、樓宇自動化阵苇、家用電器绅项、家庭娛樂囊陡、工業(yè)自動化撞反、照明遏片、物聯(lián)網(wǎng)笔呀、智能能源许师、移動電子設備微渠、計算機外設。
中國地區(qū)
▍中國大陸地區(qū)
1纳击、希格瑪微電子:主要提供32位MCU焕数,應用范圍:電信堡赔、制造善已、能源换团、交通艘包、電力等想虎。
2、珠海歐比特:主要提供32位MCU胡诗,應用范圍:航空航天:星箭站船、飛行器;高端工控:嵌入式計算機;艦船控制震庭、工業(yè)控制器联、電力設備、環(huán)境監(jiān)控渣磷。
3醋界、兆易創(chuàng)新:主要提供32位MCU形纺,應用范圍:工業(yè)自動化、人機界面打肝、電機控制戏羽、安防監(jiān)控、智能家居孩锡、物聯(lián)網(wǎng)躬窜。
4男韧、晟矽微電子:主要提供8位此虑、32位MCU朦前,應用范圍:小家電韭寸、消費類電子恩伺、遙控器晶渠、鼠標、鋰電池仪壮、數(shù)碼產(chǎn)品爽彤、汽車電子适篙、醫(yī)療儀器及計量、玩具硫痰、工業(yè)控制效斑、智能家居及安防等領域奇昙。
5、芯捍赖玻科技:主要提供16禽炬、32位MCU腹尖,應用范圍:儀器儀表热幔、物聯(lián)網(wǎng)、消費電子场勤、家電、汽車電子留瞳。
6她倘、聯(lián)華集成電路:主要提供8位、16位MCU,應用范圍:消費電子罩息、白色家電瓷炮、工業(yè)控制、通信設備烘绽、汽車電子、計算機盏檐。
7胡野、珠海建榮:主要提供8位MCU,應用范圍:家用電器 痕鳍、移動電源硫豆。
8、炬芯科技:主要提供8位至32位MCU额获,應用范圍:平板電腦够庙、智能家居、多媒體抄邀、藍牙境肾、wifi音頻环鲤。
9痹栖、愛思科微電子:主要提供8位南捂、16位MCU枕面,應用范圍:消費類芯片枕荞、通訊類芯片、信息類芯片涣旨、家電。
10剔蹋、華芯微電子:主要提供8位矫付、4位MCU,應用范圍:衛(wèi)星接收器梧喷、手機充電器产弹、萬年歷、多合一遙控器。
11酱床、上海貝嶺(華大半導體控股):主要提供8位、16位、32位MCU饿悬,應用范圍:計算機周邊姥芥、HDTV、電源管理膘侮、小家電、數(shù)字家電局劲。
12扇单、海爾集成電路:主要提供14位趟章、15位绷耍、16位MCU,應用范圍:消費電子、汽車電子渗饮、工業(yè)、智能儀表。
13、北京君正:主要提供32位MCU,應用范圍:可穿戴式設備、物聯(lián)網(wǎng)、智能家電、汽車颜矿、消費類電子柄瑰、平板電腦淮菠。
14户侥、中微半導體:主要提供8位MCU,應用范圍:智能家電副瀑、汽車電子信认、安防監(jiān)控喘漏、LED照明及景觀、智能玩具、智能家居、消費類電子牛欢。
15骡男、神州龍芯集成電路:主要提供32位MCU,應用范圍:電力監(jiān)控傍睹、智能電網(wǎng)隔盛、工業(yè)數(shù)字控制、物聯(lián)網(wǎng)拾稳、智能家居吮炕、數(shù)據(jù)監(jiān)控。
16访得、紫光微電子:主要提供8位龙亲、16位MCU,應用范圍:智能家電悍抑。
17鳄炉、時代民芯:主要提供32位MCU,應用范圍:汽車導航搜骡、交通監(jiān)控拂盯、漁船監(jiān)管、電力電信網(wǎng)絡记靡。
18谈竿、華潤矽科微電子(華潤微旗下公司):主要提供8位、16位MCU摸吠,應用范圍:消費電子空凸、工業(yè)控制、家電寸痢。
19呀洲、國芯科技:主要提供32位MCU,應用范圍:信息安全領域 、辦公自動化領域两嘴、通訊網(wǎng)絡領域丛楚、 信息安全領域。
20憔辫、中天微:主要提供32位MCU趣些,應用范圍:智能手機、數(shù)字電視贰您、機頂盒坏平、汽車電子、GPS锦亦、電子閱讀器舶替、打印機。
21杠园、華潤微電子:主要提供8位顾瞪、16位MCU,應用范圍:家電抛蚁,消費類電子陈醒、工業(yè)自動化控制的通用控制電路。
22瞧甩、中穎電子:主要提供4位钉跷、8位、16位肚逸、32位MCU爷辙,應用范圍:家電、電機朦促。
23膝晾、靈動微電子:主要提供32位,應用范圍:電機控制务冕、藍牙控制血当、高清顯示、無線充洒疚、無人機、微型打印機坯屿、智能標簽油湖、電子煙、LED點陣屏等领跛。
24乏德、新唐科技:主要提供8位MCU,應用范圍:照明、物聯(lián)網(wǎng)等喊括。
25胧瓜、東軟載波:主要提供8位、32位MCU郑什,應用范圍:家電府喳、智能家居、儀器儀表蘑拯、液晶面板控制器钝满、工業(yè)控制等。
26申窘、貝特萊:主要提供32位MCU弯蚜,應用范圍:智能家居、工業(yè)控制以及消費類產(chǎn)品領域墩剖。
27掉奄、笙泉科技:主要提供8位MCU苍苞,應用范圍:車用、教育收厨、工控、醫(yī)療等中小型顯示面板恩脂。
28帽氓、航順芯片:主要提供8位、32位MCU俩块,應用范圍:汽車黎休、物聯(lián)網(wǎng)等。
29玉凯、復旦微電子:主要提供16位势腮、32位MCU,應用范圍:智能電表漫仆、智能門鎖等捎拯。
30、華大半導體:主要提供8位盲厌、16位署照、32位MCU,應用范圍:工業(yè)控制吗浩、智能制造建芙、智慧生活及物聯(lián)網(wǎng)等。
▍中國臺灣地區(qū)
1懂扼、宏晶科技:主要提供32位MCU禁荸。應用范圍:通信右蒲、工業(yè)控制、信息家電赶熟、語音瑰妄。
2、盛群半導體:主要提供8位映砖、32位MCU间坐。應用范圍:消費電子、LED照明等啊央。
3眶诈、凌陽科技:主要提供8位、16位MCU瓜饥。應用范圍:家庭影音逝撬。
4、中穎電子:主要提供4位乓土、8位MCU宪潮。應用范圍:充電器、移動電源趣苏、家電狡相、工業(yè)控制。
5食磕、松翰科技:主要提供8位尽棕、32位MCU。應用范圍:搖控器彬伦、智能型充電器滔悉、大小系統(tǒng)、電子秤单绑、耳溫槍回官、血壓計、胎壓計搂橙、各類量測及健康器材歉提。
6、華邦電子:主要提供8位区转、16位MCU苔巨。應用范圍:車用電子、工業(yè)電子废离、網(wǎng)絡侄泽、計算機、消費電子厅缺、物聯(lián)網(wǎng)蔬顾。
7、十速科技:主要提供4位湘捎、8位诀豁、51位MCU。應用范圍:遙控器窥妇、小家電舷胜。
8、佑華微電子:主要提供4位活翩、8位MCU烹骨。應用范圍:錄音集成電路產(chǎn)品、消費電子材泄、家用產(chǎn)品沮焕。
9、應廣科技單片機:主要提供4位拉宗、8位MCU峦树。應用范圍:機械、自動化旦事、家電魁巩、機器人。
10姐浮、義隆電子:主要提供8位谷遂、16位MCU。應用范圍:消費電子卖鲤、電腦肾扰、智能手機。
五扫尖、單片機的學習竅門
任何一款MCU白对,其基本原理和功能都是大同小異,所不同的只是其外圍功能模塊的配置及數(shù)量换怖、指令系統(tǒng)等甩恼。
對于指令系統(tǒng),雖然形式上看似千差萬別沉颂,但實際上只是符號的不同条摸,其所代表的含義、所要完成的功能和尋址方式基本上是類似的铸屉。
要了解一款MCU钉蒲,首先需要知道就是其ROM空間、RAM空間彻坛、IO口數(shù)量顷啼、定時器數(shù)量和定時方式踏枣、所提供的外圍功能模塊(Peripheral Circuit)、中斷源钙蒙、工作電壓及功耗等等茵瀑。
了解這些MCU Features后,接下來第一步就是將所選MCU的功能與實際項目開發(fā)的要求的功能進行對比躬厌,明確哪些資源是目前所需要的马昨,哪些是本項目所用不到的。
對于項目中需要用到的而所選MCU不提供的功能扛施,則需要認真理解MCU的相關資料鸿捧,以求用間接的方法來實現(xiàn),例如疙渣,所開發(fā)的項目需要與PC機COM口進行通訊匙奴,而所選的MCU不提供UART口,則可以考慮用外部中斷的方式來實現(xiàn)妄荔。
對于項目開發(fā)需要用到的資源饥脑,則需要對其Manua*進行認真的理解和閱讀,而對于不需要的功能模塊則可以忽略或瀏覽即可懦冰。對于MCU學習來講灶轰,應用才是關鍵,也是最主要的目的刷钢。
明確了MCU的相關功能后笋颤,接下來就可以開始編程了。
對于初學者或初次使用此款MCU的設計者來說内地,可能會遇到很多對MCU的功能描述不明確的地方伴澄,對于此類問題,可以通過兩種方法來解決阱缓,一種是編寫特別的驗證程序來理解資料所述的功能;另一種則可以暫時忽略非凌,單片機程序設計中則按照自己目前的理解來編寫,留到調(diào)試時去修改和完善荆针。前一種方法適用于時間較寬松的項目和初學者敞嗡,而后一種方法則適合于具有一定單片機開發(fā)經(jīng)驗的人或項目進度較緊迫的情況。
指令系統(tǒng)千萬不要特別花時間去理解航背。指令系統(tǒng)只是一種邏輯描述的符號喉悴,只有在編程時根據(jù)自己的邏輯和程序的邏輯要求來查看相關的指令即可,而且隨著編程的進行玖媚,對指令系統(tǒng)也會越來越熟練箕肃,甚至可以不自覺地記憶下來。
六今魔、單片機的程序編寫
MCU的程序的編寫與PC下的程序的編寫存在很大的區(qū)別勺像,雖然現(xiàn)在基于C的MCU開發(fā)工具越來越流行障贸,但對于一個高效的程序代碼和喜歡使用匯編的設計者來講,匯編語言仍然是最簡潔吟宦、最有效的編程語言惹想。
對于MCU的程序編寫,其基本的框架可以說是大體一致的督函,一般分為初始化部分(這是MCU程序設計與PC最大的不同),主程序循環(huán)體和中斷處理程序三大部分激挪,其分別說明如下:
1辰狡、初始化:對于所有的MCU程序的設計來講,初始化是最基本也是最重要的一步垄分,一般包括如下內(nèi)容:
屏蔽所有中斷并初始化堆棧指針:初始化部分一般不希望有任何中斷發(fā)生宛篇。
清除系統(tǒng)的RAM區(qū)域和顯示Memory:雖然有時可能沒有完全的必要,但從可靠性及一致性的角度出發(fā)薄湿,特別是對于防止意外的錯誤叫倍,還是建議養(yǎng)成良好的編程習慣。
IO口的初始化:根據(jù)項目的應用的要求豺瘤,設定相關IO口的輸入輸出方式吆倦,對于輸入口,需要設定其上拉或下拉電阻;對于輸出口坐求,則必須設定其初始的電平輸出蚕泽,以防出現(xiàn)不必要的錯誤。
中斷的設置:對于所有項目需要用到的中斷源桥嗤,應該給予開啟并設定中斷的觸發(fā)條件须妻,而對于不使用的多余的中斷,則必須給予關閉泛领。
其他功能模塊的初始化:對于所有需要用到的MCU的外圍功能模塊荒吏,必須按項目的應用的要求進行相應的設置,如UART的通訊渊鞋,需要設定Baud Rate绰更,數(shù)據(jù)長度,校驗方式和Stop Bit的長度等锡宋,而對于Programmer Timer动知,則必須設置其時鐘源,分頻數(shù)及Reload Data等员辩。
參數(shù)的初始化:完成了MCU的硬件和資源的初始化后盒粮,接下來就是對程序中使用到的一些變量和數(shù)據(jù)的初始化設置,這一部分的初始化需要根據(jù)具體的項目及程序的總體安排來設計奠滑。對于一些用EEPROM來保存項目預制數(shù)的應用來講丹皱,建議在初始化時將相關的數(shù)據(jù)拷貝到MCU的RAM妒穴,以提高程序?qū)?shù)據(jù)的訪問速度,同時降低系統(tǒng)的功耗(原則上摊崭,訪問外部EEPROM都會增加電源的功耗)讼油。
2、主程序循環(huán)體:大多數(shù)MCU是屬于長時間不間斷運行的呢簸,因此其主程序體基本上都是以循環(huán)的方式來設計矮台,對于存在多種工作模式的應用來講,則可能存在多個循環(huán)體根时,相互之間通過狀態(tài)標志來進行轉(zhuǎn)換瘦赫。對于主程序體,一般情況下主要安排如下的模塊:
計算程序:計算程序一般比較耗時蛤迎,因此堅決反對放在任何中斷中處理确虱,特別是乘除法運算。
實時性要求不高或沒有實時性要求的處理程序替裆;
顯示傳輸程序:主要針對存在外部LED校辩、LCD Driver的應用。
3辆童、中斷處理程序:中斷程序主要用于處理實時性要求較高的任務和事件宜咒,如,外部突發(fā)性信號的檢測把鉴,按鍵的檢測和處理荧呐,定時計數(shù),LED顯示掃描等纸镊。
一般情況下倍阐,中斷程序應盡可能保證代碼的簡潔和短小,對于不需要實時去處理的功能逗威,可以在中斷中設置觸發(fā)的標志峰搪,然后由主程序來執(zhí)行具體的事務――這一點非常重要,特別是對于低功耗凯旭、低速的MCU來講概耻,必須保證所有中斷的及時響應。
4罐呼、對于不同任務體的安排鞠柄,不同的MCU其處理的方法也有所不同:
例如,對于低速嫉柴、低功耗的MCU(Fosc=32768Hz)應用厌杜,考慮到此類項目均為手持式設備和采用普通的LCD顯示,對按鍵的反應和顯示的反應要求實時性較高,因此一般采用定時中斷的方式來處理按鍵的動作和數(shù)據(jù)的顯示夯尽;而對于高速的MCU瞧壮,如Fosc》1MHz的應用,由于此時MCU有足夠的時間來執(zhí)行主程序循環(huán)體匙握,因此可以只在相應的中斷中設置各種觸發(fā)標志咆槽,并將所有的任務放在主程序體中來執(zhí)行。
5圈纺、在MCU的程序設計中秦忿,還需要特別注意的一點就是:
要防止在中斷和主程序體中同時訪問或設置同一個變量或數(shù)據(jù)的情況。有效的預防方法是蛾娶,將此類數(shù)據(jù)的處理安排在一個模塊中灯谣,通過判斷觸發(fā)標志來決定是否執(zhí)行該數(shù)據(jù)的相關操作;而在其他的程序體中(主要是中斷)茫叭,對需要進行該數(shù)據(jù)的處理的地方只設置觸發(fā)的標志。――這可以保證數(shù)據(jù)的執(zhí)行是可預知和唯一的半等。
七揍愁、工程師對單片機編程的總結(jié)
1、要養(yǎng)成總結(jié)的好習慣杀饵,總結(jié)不僅是對自己學習的一個總結(jié)莽囤,還是對學習過程的一個回顧與加深,還可避免第二次犯錯切距。
2朽缎、編寫程序之前先要有一個對該項目熟悉的了解,做到心中有數(shù)谜悟,列一個大致框架话肖。仔細推敲該怎么布局,怎樣布局最合理葡幸,該步驟很重要最筒。要分析先做哪個模塊,具體到該模塊的具體步驟蔚叨,各個函數(shù)怎么命名床蜘,與其他模塊的銜接等。最好拿張紙記下重要過程蔑水。
3邢锯、對于c語言的模塊化編程,要先分好各個模塊搀别,一個模塊一個模塊的編程丹擎,確定一個順序,按順序來歇父,該模塊成功之后再編寫下一個鸥鹉。對于頭文件蛮穿,當該模塊編寫好之后再編寫該模塊的頭文件。
4毁渗、出現(xiàn)警告不要忽視践磅,說明該程序一定有不合理之處,要弄清其來源灸异,找到解決辦法府适。找來源時要有針對性,可上網(wǎng)搜一下該方面的資料肺樟,或向別人請教檐春。例如,居然把另一個工程內(nèi)的main函數(shù)加入了這個工程么伯。還有居然函數(shù)命名重復疟暖。還有根據(jù)實驗現(xiàn)象分析原因,層層遞進田柔。還有端口定義時居然選錯了接口俐巴。有時,實在解決不了就休息一下硬爆,在想也挺好的欣舵。再簡單的地方也要注意一下,都有可能出錯缀磕。
在單片機應用開發(fā)中缘圈,代碼的使用效率問題、單片機抗干擾性和可靠性等問題仍困擾著⊥嗖希現(xiàn)歸納出單片機開發(fā)中應掌握的幾個基本技巧糟把。
八、單片機開發(fā)技巧
1牲剃、如何減少程序中的bug
對于如何減少程序的bug糊饱,應該先考慮系統(tǒng)運行中應考慮的超范圍管理參數(shù)如下。
物理參數(shù):這些參數(shù)主要是系統(tǒng)的輸入?yún)?shù)颠黎,它包括激勵參數(shù)另锋、采集處理中的運行參數(shù)和處理結(jié)束的結(jié)果參數(shù)。
資源參數(shù):這些參數(shù)主要是系統(tǒng)中的電路狭归、器件夭坪、功能單元的資源,如記憶體容量过椎、存儲單元長度室梅、堆疊深度。
應用參數(shù):這些應用參數(shù)常表現(xiàn)為一些單片機、功能單元的應用條件亡鼠。過程參數(shù):指系統(tǒng)運行中的有序變化的參數(shù)赏殃。
2、如何提高C語言編程代碼的效率
用C語言進行單片機程序設計是單片機開發(fā)與應用的必然趨勢间涵。如果使用C編程時仁热,要達到最高的效率,最好熟悉所使用的C編譯器勾哩。先試驗一下每條C語言編譯以后對應的匯編語言的語句行數(shù)抗蠢,這樣就可以很明確的知道效率。在今后編程的時候思劳,使用編譯效率最高的語句迅矛。各家的C編譯器都會有一定的差異,故編譯效率也會有所不同潜叛,優(yōu)秀的嵌入式系統(tǒng)C編譯器代碼長度和執(zhí)行時間僅比以匯編語言編寫的同樣功能程度長5-20%秽褒。
對于復雜而開發(fā)時間緊的項目時,可以采用C語言威兜,但前提是要求你對該MCU系統(tǒng)的C語言和C編譯器非常熟悉销斟,特別要注意該C編譯系統(tǒng)所能支持的數(shù)據(jù)類型和算法。雖然C語言是最普遍的一種高級語言牡属,但由于不同的MCU廠家其C語言編譯系統(tǒng)是有所差別的票堵,特別是在一些特殊功能模塊的操作上扼睬。所以如果對這些特性不了解逮栅,那么調(diào)試起來問題就會很多,反而導致執(zhí)行效率低于匯編語言窗宇。
3措伐、如何解決單片機的抗干擾性問題
防止干擾最有效的方法是去除干擾源、隔斷干擾路徑军俊,但往往很難做到侥加,所以只能看單片機抗干擾能力夠不夠強了。在提高硬件系統(tǒng)抗干擾能力的同時粪躬,軟件抗干擾以其設計靈活担败、節(jié)省硬件資源、可靠性好越來越受到重視镰官。
單片機干擾最常見的現(xiàn)象就是復位提前,至于程序跑飛,其實也可以用軟件陷阱和看門狗將程序拉回到復位狀態(tài)泳唠,所以單片機軟件抗干擾最重要的是處理好復位狀態(tài)狈网。
一般單片機都會有一些標志寄存器,可以用來判斷復位原因;另外你也可以自己在RAM中埋一些標志拓哺。在每次程序復位時勇垛,通過判斷這些標志,可以判斷出不同的復位原因士鸥;還可以根據(jù)不同的標志直接跳到相應的程序闲孤。這樣可以使程序運行有連續(xù)性,用戶在使用時也不會察覺到程序被重新復位過础淤。
4崭放、如何測試單片機系統(tǒng)的可靠性
當一個單片機系統(tǒng)設計完成,對于不同的單片機系統(tǒng)產(chǎn)品會有不同的測試項目和方法鸽凶,但是有一些是必須測試的:
測試單片機軟件功能的完善性
上電币砂、掉電測試
老化測試
ESD和EFT等測試
有時候,我們還可以模擬人為使用中玻侥,可能發(fā)生的破壞情況决摧。例如用人體或者衣服織物故意摩擦單片機系統(tǒng)的接觸端口,由此測試抗靜電的能力凑兰。用大功率電鉆靠近單片機系統(tǒng)工作掌桩,由此測試抗電磁干擾能力等。
綜上所述姑食,單片機已成為計算機發(fā)展和應用的一個重要方面波岛,單片機應用的重要意義還在于,它從根本上改變了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設計思想和設計方法音半。
從前必須由模擬電路或數(shù)字電路實現(xiàn)的大部分功能则拷,現(xiàn)在已能用單片機通過軟件方法來實現(xiàn)了。這種軟件代替硬件的控制技術也稱為微控制技術曹鸠,是傳統(tǒng)控制技術的一次革命煌茬。
此外在開發(fā)和應用過程中我們更要掌握技巧,提高效率彻桃,以便于發(fā)揮它更加廣闊的用途坛善。
九、芯片操作總結(jié)
對芯片的操作主要是對芯片內(nèi)寄存器的操作邻眷,芯片內(nèi)寄存器在存儲器上映射的都有自己的唯一地址眠屎,這也就是對相應的地址的操作∷寥模看芯片改衩,首先看時序圖,再了解相應的寄存器抖拴,了解是如何操作的燎字,定義需要的端口(程序可以識別)腥椒,編寫寫操作程序和讀操作程序。
如何往芯片內(nèi)寫入數(shù)據(jù)候衍,如何讀出數(shù)據(jù)笼蛛,通過哪個端口輸入或讀出(最主要的地方)。
通過總線連接芯片時蛉鹿,首先要了解該總線的協(xié)議滨砍。I2c總線連接的芯片,主要通過該總線去控制該芯片妖异。
1惋戏、點陣中一個74hc595用于列的選擇,令外兩個用于顏色的選擇他膳,點陣相當于二極管的集合响逢,
一端給高電平,另一端給低電平棕孙,二極管才能亮舔亭。只是一端選擇不同時,亮不同的顏色蟀俊。
定時器工作模式的選擇:高四位是設置定時器T1钦铺,低四位設置T0。然后各模式的后兩位設置工作模式肢预。當設置兩個定時器時矛洞,注意使用或(|)。當用中斷時烫映,注意進入中斷后沼本,該清零的要清零。
2窑邦、串口收發(fā):波特率的設置一般用模式2(自動重裝初值)擅威,因為不同的裝置壕探,處理數(shù)據(jù)的能力不同冈钦,設置波特率主要為了照顧低速裝置及為了彼此間的通訊。中斷標志位要軟件清零李请。設置串口中斷時瞧筛,收發(fā)無論哪一個產(chǎn)生都能進入中斷函數(shù),因此要注意設置中斷函數(shù)导盅。(自我感覺一般設置一種功能较幌,當做上位機或下位機)。
發(fā)送用中斷的話白翻,要解決第一次該怎么進入中斷乍炉,因此首先要發(fā)送一次绢片,此后就可以進入中斷了。一次只能發(fā)一字節(jié)岛琼,而且只有在TI置一之后才能發(fā)送下一位底循。
3、Pcf8591ad轉(zhuǎn)換槐瑞,有四個通道的輸入熙涤,讀pcf8591時,選通哪一個通道困檩,讀的就是那個通道輸入的電壓祠挫,轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)存儲在該芯片內(nèi),再讀出悼沿。讀時先寫芯片的地址等舔,在寫器件的子地址(0x40|通道號),然后就是讀出的數(shù)據(jù)糟趾。
4软瞎、Da轉(zhuǎn)換是先向芯片內(nèi)寫入器件地址,在寫子地址(0x40)拉讯,在寫要轉(zhuǎn)換的數(shù)字量涤浇。器件地址芯片資料有介紹。
5魔慷、對于液晶顯示只锭,寫入數(shù)據(jù)顯示后,他會一直顯示院尔,不用持續(xù)刷新蜻展,要想改變,只有重新輸入邀摆。
6纵顾、對于ds1302時鐘芯片,讀數(shù)據(jù)時是在寫入數(shù)據(jù)時的第八個時鐘下降沿就讀出第一位數(shù)據(jù)的的栋盹,然后再為下次輸出做準備施逾,注意程序的寫法,還要注意返回值放的位置例获。
7汉额、Ds1302中先指明寄存器,再向其中寫入數(shù)據(jù)榨汤。芯片資料上的寄存器標出的是地址蠕搜。(寫保護處程序還不大明白,不是一直都有寫入嗎收壕?為什么還打開寫保護妓灌?)
(根據(jù)前面的大俠轨蛤,可以在初始化時間后設一標志,有此標志則不用再初始化時間虫埂。但是如果斷電后俱萍,MCU的RAM是無法保存這個標志的,因此可以用DS1302的RAM保存該標志告丢,待上電后讀取該標志枪蘑。我也是初學者,最近也打算用DS1302岖免。不知說法對不岳颇,我也還沒具體實施,多交流)
8颅湘、初始化最好還要寫一下话侧,以防以后忘記。有時注意讀出或?qū)懭霑r闯参,首先操作的是最低位還是最高位瞻鹏,可根據(jù)時序圖判斷出。
9鹿寨、對于紅外收發(fā)新博,接收時,他是根據(jù)兩個下降沿之間的時間長短來確定是高電平還是低電平脚草,寫程序時赫悄,先用定時器確定時間長短,保存馏慨,然后再轉(zhuǎn)化成二進制(該程序?qū)懛ǘ嗫纯垂』矗芎茫?/p>
10、步進電機:主要做開關用写隶,步進電機的力矩隨轉(zhuǎn)速的升高而降低倔撞。主要用在機床上零部件加工的自動進給。對有較高精度的控制場所都可也使用慕趴。
步進電機是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元步進電機件痪蝇。在非超載的情況下,電機的轉(zhuǎn)速秩贰、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)霹俺,而不受負載變化的影響柔吼,當步進驅(qū)動器接收到一個脈沖信號毒费,它就驅(qū)動步進電機按設定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度,稱為“步距角”愈魏,它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運行的觅玻∠爰剩可以通過控制脈沖個數(shù)來控制角位移量,從而達到準確定位的目的溪厘;同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度胡本,從而達到調(diào)速的目的。
11畸悬、伺服電機:(servo motor )是指在伺服系統(tǒng)中控制機械元件運轉(zhuǎn)的發(fā)動機侧甫,是一種補助馬達間接變速裝置。伺服電機可使控制速度蹋宦,位置精度非常準確披粟,可以將電壓信號轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動控制對象。伺服電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速受輸入信號控制冷冗,并能快速反應守屉,在自動控制系統(tǒng)中,用作執(zhí)行元件蒿辙,且具有機電時間常數(shù)小拇泛、線性度高、始動電壓等特性思灌,可把所收到的電信號轉(zhuǎn)換成電動機軸上的角位移或角速度輸出俺叭。分為直流和交流伺服電動機兩大類,其主要特點是泰偿,當信號電壓為零時無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象绪颖,轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降。
直流電機:范圍較大甜奄,小車上都是柠横。
12、漢字概覽:
為了將漢字在顯示器或打印機上輸出课兄,把漢字按圖形符號設計成點陣圖牍氛,就得到了相應的點陣代碼(字形碼)。
為在計算機內(nèi)表示漢字而統(tǒng)一的編碼方式形成漢字編碼叫內(nèi)碼(如國標碼)烟阐,內(nèi)碼是惟一的(相當于該字的身份證號)搬俊。為方便漢字輸入而形成的漢字編碼為輸入碼,屬于漢字的外碼蜒茄,輸入碼因編碼方式不同而不同唉擂,是多種多樣的。為顯示和打印輸出漢字而形成的漢字編碼為字形碼檀葛,計算機通過漢字內(nèi)碼在字模庫中找出漢字的字形碼玩祟,實現(xiàn)其轉(zhuǎn)換。
機內(nèi)碼
根據(jù)國標碼的規(guī)定屿聋,每一個漢字都有了確定的二進制代碼空扎,但是這個代碼在計算機內(nèi)部處理時會與ASCII碼發(fā)生沖突藏鹊,為解決這個問題,把國標碼的每一個字節(jié)的首位上加1转锈。由于ASCII碼只用7位盘寡,所以,這個首位上的“1”就可以作為識別漢字代碼的標志撮慨,計算機在處理到首位是“1”的代碼時把它理解為是漢字的信息竿痰,在處理到首位是“0”的代碼時把它理解為是ASCII碼。經(jīng)過這樣處理后的國標碼(內(nèi)碼)就是機內(nèi)碼砌溺。
如果我們把這個“口”字圖形的“.”處用“0”代替菇曲,就可以很形象地得到“口”的字形碼:0000H 0004H 3FFAH 2004H 2004H 2004H 2004H 2004H 2004H 2004H 2004H2004H 3FFAH 2004H 0000H 0000H。計算機要輸出“口”時抚吠,先找到顯示字庫的首址常潮,根據(jù)“口”的機內(nèi)碼經(jīng)過計算,再去找到“口”的字形碼楷力,然后根據(jù)字形碼(要用二進制)通過字符發(fā)生器的控制在屏幕上進行依次掃描喊式,其中二進制代碼中是“0”的地方空掃,是“1”的地方掃出亮點萧朝,于是就可以得到“口”的字符圖形岔留。
漢字字模按國標碼的順序排列,以二進制文件形式存放在存儲器中,構(gòu)成漢字字模字庫,亦稱為漢字字形庫,稱漢字庫
兩種編碼方法检柬,見頭文件
GB1616.h//------------------ 漢字字模的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義 ------------------------//
struct typFNT_GB16 //漢字字模數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
{
unsignedchar Index[3]; //漢字內(nèi)碼索引
unsignedchar Msk[32]; //點陣碼數(shù)據(jù)
};
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// 漢字字模表 //
// 漢字庫: 宋體16.dot,橫向取模左高位,數(shù)據(jù)排列:從左到右從上到下 //
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////
conststruct typFNT_GB16 codeGB_16[]= //數(shù)據(jù)表
{
/------------------------------------------------------------------------------
; 源文件 /文字 :徐
; 寬×高(像素):16×16
------------------------------------------------------------------------------/
“徐”,0x10,0x80,0x10,0x80,0x21,0x40,0x42,0x20,0x94,0x10,0x1B,0xEC,0x20,0x80,0x60,0x80,
0xAF,0xF8,0x20,0x80,0x22,0xA0,0x24,0x90,0x2A,0x88,0x21,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
這個結(jié)構(gòu)献联,很簡單的:一個是內(nèi)碼,一個點陣序列何址,以前的點陣庫是按內(nèi)碼順序放的里逆,不需要內(nèi)碼索引的,如果只放部分漢字用爪,就需要內(nèi)碼索引了原押。(前面的漢字“徐”是為了要輸出“徐”的時候找到該字的點陣序列,這個點陣序列是自己寫的偎血,當用1602顯示時诸衔,因為該芯片內(nèi)存在英文的點陣序列,所以就不用寫了)一般內(nèi)碼兩個字節(jié)就行了颇玷,多用1個字節(jié)是加了個尾0而已笨农,這樣,漢字內(nèi)碼處直接放漢字字符串就可帖渠;
codeGB_16[k].Index[0]
codeGB_16[k]說明有一個結(jié)構(gòu)體typFNT_GB16的數(shù)組叫做codeGB_16
codeGB_16[k]是數(shù)組中第k+1個成員
index是結(jié)構(gòu)體typFNT_GB16的成員谒亦,所以可以用codeGB_16[k].Index來進行引用
同時index又是個數(shù)組,所以可以index[0]
if((codeGB_16[k].Index[0]==c[0])&&(codeGB_16[k].Index[1]==c[1]))
&&是 邏輯與運算符
意思是 &&符號的兩邊的值都為真 &&的值才為真,也就是 true && true =true
這句的意思是
codeGB_16[k].Index[0]==c[0] 和 codeGB_16[k].Index[1]==c[1] 同時成立
if下面的語句才執(zhí)行
codeGB_16[]是個結(jié)構(gòu)體數(shù)組诊霹,codeGB_16[k].Index[0]是說結(jié)構(gòu)體數(shù)組的第K個結(jié)構(gòu)體的index成員的第0個元素值羞延。
13渣淳、12864液晶:
每個顯示點對應一位二進制數(shù)脾还,1 表示亮,0 表示滅入愧。存儲這些點陣信息的RAM稱為顯示數(shù)據(jù)存儲器鄙漏。要顯示某個圖形或漢字就是將相應的點陣信息寫入到相應的存儲單元中。
繪圖RAM的地址計數(shù)器(AC)只會對水平地址(X 軸)自動加一, 當水平地址=0FH 時會重新設為00H 但并不會對垂直地址做進位自動加一棺蛛,故當連續(xù)寫入多筆資料時怔蚌,程序需自行判斷垂直地址是否需重新設定
14、繪圖RAM(GDRAM)
繪圖顯示RAM提供128×8 個字節(jié)的記憶空間旁赊,在更改繪圖RAM時桦踊,先連續(xù)寫入水平與垂直的坐標值,再寫入兩個字節(jié)的數(shù)據(jù)到繪圖RAM终畅,而地址計數(shù)器(AC)會對水平地址(X 地址)自動加一籍胯,當水平地址為0XFH 時會重新設為00H ;不會對垂直地址做進位自動加 1. 离福。在寫入繪圖 RAM的期間杖狼,繪圖顯示必須關閉,
[cpp] view plain copy
// 顯示漢字
voiddispString (uchar X, Y,uchar *msg) //X為哪一行妖爷,Y 為哪一列蝶涩。msg
為漢字
{
if(X0) X = 0x80; // 第一行,漢字顯示坐標
else if(X1) X = 0x90; // 第二行
else if(X==2) X = 0x88; // 第三行
else X = 0x98; //第四行
Y = X + Y; //Y 為1 往右移一位
write_com(Y); // 寫入坐標
while (*msg)
{
write_data(*msg++); //顯示漢字
}
}
//////////////////////////////// //////////////// ///////////////
// 顯示圖象
voiddisppicture(uchar code *adder)
{
uint i,j;
//*******顯示上半屏內(nèi)容設置
for(i=0;i<32;i++) // 上半屏32個列地址
{
write_com(0x80 + i); //SET 垂直地址 VERTICALADD
write_com(0x80); //SET 水平地址 HORIZONTAL ADD
for(j=0;j<16;j++)
{
write_data(*adder);
adder++;
}
}
//*******顯示下半屏內(nèi)容設置
for(i=0;i<32;i++) //
{
write_com(0x80 + i); //SET 垂直地址 VERTICALADD
write_com(0x88); //SET 水平地址 HORIZONTAL ADD
for(j=0;j<16;j++)
{
write_data(*adder);
adder++;
}
}
}
對于C語言絮识,定義的變量绿聘,自動為其分配空間,其地址為該變量的名稱次舌。通過該名稱斜友,可以在內(nèi)存中招到該數(shù)據(jù),經(jīng)過運算得到新數(shù)據(jù)垃它,而匯編中需要編程者自己定義存儲空間及把數(shù)據(jù)送到累加器等進行運算鲜屏,每一步都需要編程者操作。而C語言這些過程由編譯器去完成国拇。
15洛史、一些有用的答疑解惑
①、單片機C語言酱吝,其變量的內(nèi)存開辟是如何進行的筷黔?難道是編譯器面殖,在編譯過程中智能地加入分配與回收的代碼截粗?關鍵之處在于我所做的程序酷师,如何保證其沒有內(nèi)存溢出錯誤?如果我進行的是遞歸運算记焊,這樣的話,內(nèi)存需求是很難自己計算的。
②闪湾、單片機C語言在變量定義上是否會受到約束?比如浮點型數(shù)據(jù)的乘除運算绩卤,通過匯編還寫途样,代碼相當復雜,如果直接C語言來寫濒憋,豈不過份簡單何暇?
③、單片機C語言生成的hex文件中凛驮,指令及數(shù)據(jù)的ROM的地址分布是否編譯器自動分配裆站?可否用戶進行分配?
回答1:c語言寫的單片機程序黔夭,先由1個程序(好像是c51.exe)編譯宏胯,編譯完成后,變量的存儲空間大小已經(jīng)安排好纠修,只是還沒分配具體地址(地址浮動)胳嘲,接下來有另一個程序(好像是a51.exe)進行連接,連接以后扣草,具體地址確定了牛。
如果變量過多,編譯會提示數(shù)據(jù)段too large辰妙,要保證其沒有內(nèi)存溢出錯誤鹰祸,主要考慮堆棧是否溢出,要靠經(jīng)驗
單片機c語言一般禁止遞歸密浑,一般都避免用遞歸運算蛙婴,單片機畢竟不是PC,會影響速度的尔破,要遞歸的話街图,用DSP芯片更合適,總之懒构,要會挑合適的芯片
回答2:變量的大胁图谩(位數(shù))一般和芯片累加器的位數(shù)一樣,比如51常用8位的胆剧,因為它是8位單片機
單片機可以定義位變量絮姆,但是不可以定義位數(shù)組。用c語言寫只是看著簡單,實際生成的代碼量是最多的篙悯,用于控制的單片機幾乎不用浮點數(shù)運算蚁阳,不僅慢還麻煩還占地方,如果是DSP芯片鸽照,本身有適合的硬件結(jié)構(gòu)螺捐,會好很多。
回答3:一般是自動分配的移宅,可以c語言和匯編語言混合編程归粉,也可以用Keil C在線匯編椿疗,芯片與外部的數(shù)據(jù)交換都是通過端口進行的漏峰。