中職單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)課程學(xué)習(xí)技巧探究

馬花萍

[摘 ? ? ? ? ? 要] ?單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)課程是電子與信息技術(shù)、機(jī)電、電氣自動化職業(yè)院校學(xué)生的一門主修課，也是培養(yǎng)智能化電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)人員的一門基礎(chǔ)課，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)奠定基礎(chǔ)。單片機(jī)具備體積小、成本低、功耗小、功能強(qiáng)、可靠性高等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)測控、醫(yī)療設(shè)備、智能儀器儀表、家電、通信、交通國防等各個(gè)領(lǐng)域，可以說“想得到就用得上”。

[關(guān) ? ?鍵 ? 詞] ?單片機(jī);程序;思路;代碼

[中圖分類號] ?G712 ? ? ? ? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] ?A ? ? ? ? ? ?[文章編號] ?2096-0603（2019）23-0008-02

什么是單片機(jī)呢？簡單地說，單片機(jī)就是一個(gè)小的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，同時(shí)也是一種集成電路芯片，是典型的嵌入式微控制器。如何能夠掌握單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)，具備應(yīng)用單片機(jī)知識解決實(shí)際問題的能力呢？針對這一狀況，作為工作在教學(xué)一線的專業(yè)課教師，對單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)課程進(jìn)行了“基于工作過程的”項(xiàng)目化教學(xué)，讓單片機(jī)學(xué)習(xí)不再抽象、不再枯燥。本文提出了一些單片機(jī)學(xué)習(xí)技巧，為大家學(xué)好單片機(jī)提供建議。

一、好的開始是成功的一半，樹立信心，勇敢地邁出第一步

剛開始學(xué)習(xí)單片機(jī)的時(shí)候，要樹立信心，采用項(xiàng)目學(xué)習(xí)法，要一步一個(gè)腳印，一個(gè)一個(gè)項(xiàng)目來。單片機(jī)學(xué)習(xí)的一般流程是：①電路設(shè)計(jì);②連接電路;③程序設(shè)計(jì)與調(diào)試;④編譯程序并燒寫芯片?？梢詮囊粋€(gè)簡單的單片機(jī)任務(wù)入手，了解整個(gè)流程。例如，我們用開關(guān)來控制LED發(fā)光二極管的亮滅。當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，發(fā)光二極管亮;開關(guān)斷開時(shí)，二極管滅。根據(jù)題意，畫出電路圖，并進(jìn)行電路連接。接下來，創(chuàng)建一個(gè)工程，然后編寫程序并進(jìn)行調(diào)試。

（一）創(chuàng)建工程

（1）新建工程文件：單擊菜單【Project】—【New Project…】在彈出的“Create New Project”對話框中，選擇保存路徑，并在“文件名”的輸入框中輸入工程的名字（如led），不需要擴(kuò)展名。單擊“保存”按鈕，便會彈出第二個(gè)對話框，要求選擇CPU型號，選好后單擊確認(rèn)。（2）工程的設(shè)置：在“Target1（目標(biāo)）”上單擊鼠標(biāo)右鍵，接著單擊“Options for Target‘Target1”選項(xiàng)，即出現(xiàn)工程設(shè)置對話框。主要設(shè)置對話框中的“Output”頁面，選中其中的“Create HEX File”用于生成可執(zhí)行的代碼文件。

（二）新建源程序文件

（1）建立并保存源文件：單擊菜單【File】—【New…】可在項(xiàng)目窗口的右側(cè)打開一個(gè)新的文本編輯窗口。單擊菜單【File】—【Save】在彈出的對話框“文件名”的輸入框中輸入文件名，同時(shí)必須輸入正確的擴(kuò)展名（C語言源程序以.c為擴(kuò)展名），單擊保存。（2）添加源文件到工程中：在源程序組上單擊右鍵，彈出快捷菜單，接著單擊“Add Files to Group ‘Source Group1”選項(xiàng)，在彈出的對話框中選中“l(fā)ed.c”。

（三）編寫程序

暫時(shí)不管程序?yàn)槭裁催@樣寫，先在程序輸入窗口里輸入程序，然后保存。

（四）在keil中調(diào)試程序，燒寫芯片

（1）程序編譯：選擇菜單【Project】 —【Build target】對當(dāng)前工程進(jìn)行連接，產(chǎn)生目標(biāo)代碼。（2）使用串行口ISP下載線下載程序。這時(shí)給系統(tǒng)上電，如果通信正常，則可完成將程序?qū)懭雴纹瑱C(jī)的程序存儲器。

在單片機(jī)的學(xué)習(xí)過程中，不管遇到多么復(fù)雜的任務(wù)，新建工程、新建源文件、程序編譯、調(diào)試、仿真、燒寫等操作都是一樣的，從最簡單的任務(wù)入手，讓它先運(yùn)行起來，熟練掌握一整套系列的流程。

二、先參考別人的程序代碼，掌握其中的思路，先學(xué)用到的知識點(diǎn)，沒有用到的暫時(shí)放到一邊

從單片機(jī)的學(xué)習(xí)流程中，我們知道單片機(jī)的學(xué)習(xí)重點(diǎn)在于電路和編程方法，剛開始，可以直接把別人的程序代碼拿過來用，學(xué)習(xí)其中的程序思路，思考都用到了哪些知識點(diǎn)。單片機(jī)的學(xué)習(xí)是注重理論和實(shí)踐結(jié)合的，學(xué)習(xí)初期光看書不去動手，是學(xué)不會的。厚厚的一本書，如果不分主次通篇去看，看著看著頭就暈了，也許你學(xué)了后面的，前面的內(nèi)容估計(jì)也快忘光了。所以，最好結(jié)合實(shí)際任務(wù)，把程序中用到的知識點(diǎn)，認(rèn)真學(xué)習(xí)一下，暫時(shí)用不到的內(nèi)容，就先跳過去，不必非要把書從第一頁看起。比如，流水燈程序：

#include ?#include

int main（void） ?{ unsigned int i; ?P2=0xfe; ?while（1）

{ for（i=0;i<30000;i++）;P2=_crol_（P2，1）; ?} }

流水燈程序和開關(guān)控制二極管的亮滅程序比較，都用到了單片機(jī)的頭文件，程序中都有主函數(shù)，內(nèi)部都嵌套了死循環(huán)函數(shù)。在流水燈程序中又多了內(nèi)部函數(shù)頭文件，定義了無符號整型變量，引入了for循環(huán)的延時(shí)函數(shù)。在后面提到的秒閃電路的制作，用到了定時(shí)器中斷，那時(shí)我們才去學(xué)習(xí)定時(shí)器的內(nèi)容。把整本書化整為零，等用到了再去學(xué)習(xí)，這樣學(xué)習(xí)的內(nèi)容既扎實(shí)又牢固。

三、無論多簡單的程序，都要寫一遍，不能光看，一定要開動腦筋，采用多種方法，優(yōu)化并實(shí)現(xiàn)自己的程序效果

剛開始的時(shí)候，對內(nèi)容不了解，可以先抄寫老師和教材中的程序，看看每一句代碼有什么功能，可達(dá)到什么目的，運(yùn)行后有什么結(jié)果。比如，單片機(jī)驅(qū)動點(diǎn)亮發(fā)光二極管程序，這個(gè)程序我們可以用位操作法，在程序中直接對某位引腳進(jìn)行賦值。

#include ?sbit d1=P1^0; ?#define d2 P1_1

main（） ?{d1=0;d2=1;P1_2=0;while（1）;}

此程序?qū)崿F(xiàn)了發(fā)光二極管的d1，d3亮，d2不亮。除了頭文件，程序中用兩種方法定義引腳的名稱，第一種是通過名稱P1定義引腳名，第二種是通過已有名稱定義新名稱，一定要區(qū)分清楚，程序看明白后一定要自己重新寫一遍，寫過之后，你會發(fā)現(xiàn)，原來看明白別人的程序很容易，但自己寫的時(shí)候卻一句也寫不出來，并且還會丟三落四出現(xiàn)很多問題。當(dāng)自己能順利寫出程序代碼時(shí)，說明自己真的懂了。學(xué)習(xí)需要有舉一反三的過程，才會有提高。點(diǎn)亮發(fā)光二極管的程序，還可以用字節(jié)操作法。字節(jié)操作，就是用一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)同時(shí)設(shè)置I/O口8個(gè)引腳的狀態(tài)。用這種方法時(shí)，要先分析P1口每位的值，然后寫出十六進(jìn)制數(shù)。程序如下：#include ?main（） ?{P1=0x02;while（1）;}

同樣實(shí)現(xiàn)點(diǎn)亮d1，d3，關(guān)閉d2，字節(jié)操作，代碼少，效率高，程序運(yùn)行的速度快，充分優(yōu)化了程序功能。

四、相同的任務(wù)，不同的人有不同的代碼寫法，主要是找到硬件電路的制作和程序設(shè)計(jì)的思路，著重培養(yǎng)解決問題的能力

如何寫出一個(gè)程序來控制器件，按你想要的結(jié)果去運(yùn)作，這個(gè)就是解題的思路。要寫程序，就要先找到解決問題的思路，思路有了，方法就會有許多種。對同一個(gè)項(xiàng)目任務(wù)，用不同方法來實(shí)現(xiàn)同一功能，這是一個(gè)練習(xí)和提高的過程。用單片機(jī)一位I/O口去控制發(fā)光二極管的閃亮。LED的工作過程是：點(diǎn)亮→延時(shí)→熄滅→延時(shí)→點(diǎn)亮→延時(shí)……如此循環(huán)，實(shí)現(xiàn)了閃爍的效果。它的硬件電路很簡單，我們以亞龍YL-236型單片機(jī)控制功能實(shí)訓(xùn)考核試驗(yàn)臺為界面連接電路。程序設(shè)計(jì)起來也不難，通過流程圖對程序進(jìn)行設(shè)計(jì)，是在點(diǎn)亮發(fā)光二極管程序的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)延時(shí)。

方法一：#include ?sbit led=P0^0;

void main（） ?{unsigned int i;While（1）

{led=0;for（i=0;i，50000;i++）; ?led=1;for（i=0;i，50000;i++）;}

這個(gè)問題，算是解決了，能不能換種寫法實(shí)現(xiàn)同一功能。

方法二：#include ?sbit led=P0^0;

void delay（void） {unsigned int i=50000;while（i--）;}

void main（） { while（1） {led=0; delay（）; led=1;delay（）;} }

方法一實(shí)現(xiàn)二極管閃亮，運(yùn)用了for循環(huán)延時(shí)，方法二采用了delay自定義延時(shí)函數(shù)，都是延時(shí)50000us。延時(shí)時(shí)間一樣長，利用我們學(xué)到的知識，還可以考慮如果發(fā)光二極管“亮/滅”的時(shí)間不一樣長，而且有多種變化怎么來寫程序？寫程序的過程也是一個(gè)創(chuàng)造的過程。

五、對于一個(gè)新項(xiàng)目，要學(xué)會對任務(wù)進(jìn)行分析，不要急于去尋找別人的代碼，學(xué)會掌握程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試

當(dāng)你接到一個(gè)新的項(xiàng)目時(shí)，先自己構(gòu)思一下整個(gè)過程，例如秒閃電路的制作。這個(gè)項(xiàng)目的難點(diǎn)在于程序設(shè)計(jì)思路，有了思路，編寫程序就容易多了。分析任務(wù)：所謂秒閃電路，即1秒定時(shí)閃爍的電路。就是讓一個(gè)LED每1秒固定閃爍一次，實(shí)際上就是讓LED亮500ms，滅500ms，然后再循環(huán)。涉及時(shí)間的問題，首先就要考慮用定時(shí)器來做。如果定時(shí)時(shí)間較長，則要盡量使定時(shí)器中斷時(shí)間間隔大些，減少中斷次數(shù)，提高程序的效率。通過前面的知識我們知道，定時(shí)器0工作在方式1下最大定時(shí)只有65.536ms，經(jīng)過分析，如果我們采用定時(shí)器0，利用工作方式1，通常將定時(shí)器設(shè)為50ms的時(shí)間間隔，即每50ms中斷一次，然后通過一個(gè)變量記錄中斷次數(shù)，每中斷一次，讓這個(gè)變量加1，當(dāng)這個(gè)變量等于10，說明已經(jīng)中斷10次，正好就是500ms，實(shí)現(xiàn)1秒定時(shí)閃爍。設(shè)計(jì)思路有了，程序編寫就簡單了。

對任務(wù)進(jìn)行分析，事先規(guī)劃好程序的流程圖，程序代碼寫出來易如反掌，但是問題又來了，不少學(xué)生把程序代碼寫好了，然后一運(yùn)行，不是自己想要的結(jié)果，有的時(shí)候甚至結(jié)果出不來，頭就暈了，然后就跑去問老師“為什么我的程序不能正常運(yùn)行”就等老師來給自己分析。這是一種很不好的習(xí)慣，應(yīng)該自己學(xué)會發(fā)現(xiàn)問題和學(xué)會如何解決問題。在解決問題的過程中，通過程序的排錯(cuò)，你會學(xué)到很多平時(shí)聽課、看書學(xué)不到的東西。糾錯(cuò)的過程就是學(xué)習(xí)的過程，并且比用其他的方法都學(xué)得多、記得深。通過編譯程序，排查出簡單的語法錯(cuò)誤，對生成的目標(biāo)文件進(jìn)行調(diào)試運(yùn)行，單步執(zhí)行與全速執(zhí)行相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)自己的程序功能。

參考文獻(xiàn)：

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編輯 張 慧