学习单片机时遇到的常见问题

6.自学单片机必备的硬件设备有哪些?

学习单片机，除了需要电脑以外，还需要以下的一些器材。

1.实验板

如果你对单片机还一无所知，那么自制或者购买一块实验板是比较好的选择。通常在实验板上会设计一些开关、LED指示灯、数码管、各种接口芯片等常用器件，通过对这些器件的编程练习，逐步掌握单片机的编程技术。

2.仿真机

仿真机的用途是替代电路板上的单片机芯片，仿真机通过串行口、USB接口等方式与与PC机联机通信，接收PC端控制软件发出的指令，以单步、过程单步、全速运行等各种方式来执行程序，以单步或过程单步方式执行程时，每次执行完程序后可以将执行的结果反馈到PC端的控制软件中显示出来。由于单片机编程时必须要明确每一条指令执行完毕后会有什么样的结果，弄清实际运行后的结果是否与设想的结果相符，因此，仿真功能对于单片机的学习和开发可以起到很重要的帮助作用。

3.编程器或者下载线

其用途是将代码写入单片机芯片内部。对于学习者来说，有了仿真机也可暂时不配编程器或下载线，因为有了实验板、仿真机就可以做实验了。但是建议配置一台，这样可以对单片机开发的各个环节都有所了解。

4.万用表、电烙铁等电子制作工具

单片机开发，不是简单的编程，到目前为止，还少有纯粹的“单片机程序员”，通常要求开发者软、硬件方面都要熟悉，因此，这些电子制作工作还是要配备的。

需要说明的是，这里所说的仿真机、实验板、下载线或编程器等都是就一般概念而言的，并不涉及到具体的产品，市场上也有一些产品在设计时将实验板、仿真功能、下载或编程功能等中的一部分或者全部都集成到一块板上，构成一整套的实验系统。

上面介绍的这些设备，都需要有一定的投入，爱好者未必一定能够购买，其实，只要有一定动手能力，也可以自制一些简易的实验设备，同样可以开始学习。这里推荐采用STC单片机进行学习的方案，STC系列单片机的特点是可以直接通过串口下载程序，从而将开发工具的成本降到最低。如图6-1所示是一个完整的电路，器件成本仅20多元，但可以实现诸如单灯闪烁、流水灯、键控灯、PC控制灯等一些常用功能，从而学习基本指令、定时器、计数器、串口通信等单片机知识。

图6-1 简单的单片机实验电路板

图中R1~R9为1K电阻，D1~D8是发光二极管，E1用10u电解，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。再自制或购买一条串口电缆，用于和电脑的通信，制作线时使J1与电脑的串口端2，3，5分别相连即可。

制作好这个电路板以后，使用Keil软件(在http://www.keil.com/demo/default.asp?bhcp=1可以下载DEMO版)编译、链接程序，得到Hex文件，使用STC_ISP软件(在http://www.mcu-memory.com下载)将Hex文件写入芯片中，从而观察程序运行的效果。

7.目前国内常用的单片机有哪些?

1.80C51及其兼容系列

(1)80C51系列，这是最基本的系列。包括80C31，80C51，87C51，80C32，80C52，87C52等芯片，虽然这些芯片已基本不再使用，但它们是后续发展的芯片的基础。其中80C31单片机片内没有ROM，80C51内部是一次性可写4K的PROM，87C51内部是4K的EEPROM，这几种芯片内部RAM均为128字节。而后三种芯片其内部RAM均为8K，后两种芯片的片内ROM为8K字节。

(2)80C51兼容系列

这些芯片通常都与51系列单片机在指令一级兼容，但都扩充了诸多的新功能。常见的主要有以下一些。

STC89系列单片机，其主要特点有：直接通过串口对单片机编程;可编程为倍速运行;超低功耗;内置看门狗;内部FLASH 　ROM可作为EEPROM作断电保存数据之用。

STC12系列单片机，其主要特点有：单时钟周期，工作频率0~35M，相当于普通80C510~420M;宽电压范围;低功耗;芯片内置E2PROM功能;内置硬件看门狗;通用I/O口可以设置为四种工作模式，在强上拉模式时可以“吐出”电流。

菲利普的LPC系列，其主要特点有：内置RC置振荡器，选择RC振荡器时不需外接振荡器件;所有口线均有20mA的LED驱动能力;有较宽的工作电压范围。

C8051F系列，其主要特点有：一个机器周期仅为一个时钟周期;增加了中断源;有内部独立的时钟源或接外部时钟，并能在程序运行时实现内、外部时钟的切换。每个I/O口引脚都可以设置为推挽或漏极开路输出，C8051F系列单片机I/O口最为独特的是增加了数字交叉开关，利用数字交叉开关可将内部数字系统资源定向到P0、P1和P2端口I/O引脚。这个系列很多型号的芯片具有ADC、DAC、PCA等功能。

2.PIC系列

PIC单片机的发展思路与51单片机不同，它不搞单纯的功能堆积，而是从实际出发，重视产品的性能与价格比，依靠发展多种型号来满足不同层次的应用要求;精简指令使其执行效率大为提高。目前有PIC10、PIC12、PIC16、PIC18系列数百个品种。以PIC16F676芯片为例，该芯片内置1K字FLASH ROM，128字节EEPROM，64字节RAM，8路10位AD转换器，内置精度高达±1%的振荡器，极低功耗，宽工作电压范围，这样一款高性能的14脚芯片，价格不到￥7，性价比相当高。

3.AVR系列

AVR系列单片机是增强型RISC结构的单片机，其主要特点是：速度快，一个机器周期仅为一个时钟周期;品种丰富，与PIC系列类似，依靠发展多种型号来满足不同层次的应用要求;支持ISP、IAP功能，可在线编程，方便远程维护;工作范围宽、抗干扰能力强。以ATMEGA8芯片为例，该芯片内置8K Flash ROM，512字节EEPROM，1K字节的RAM，8路10位AD，内置RC振荡器。这样一款高性能28引脚的芯片，价格仅在￥7左右，性价比也相当高。

4.其他

其他常用的单片机包括：ST、EMC、摩托罗拉、三星等等。这些单片机有些市场用量很大，但我们并没有重点介绍，因为我们介绍的内容主要针对业余爱好者，有些芯片虽然功能强大、性价比也很高，但其并不针对业余爱好者，小批量的芯片很难买到，仿真机、C编译器等开发工具价格极其昂贵，所以这里不作介绍，有兴趣可以在网络上搜索有关资料。