单片机工程师

芯片在没有开发前，单片机只是具备功能极强的超大规模集成电路，如果赋予它特定的程序，它便是一个最小的、完整的微型计算机控制系统，它与个人电脑(PC机)有着本质的区别，单片机的应用属于芯片级应用，需要用户了解单片机芯片的结构和指令系统以及其它集成电路应用技术和系统设计所需要的理论和技术，用这样特定的芯片设计应用程序，从而使该芯片具备特定的功能。 不同的单片机有着不同的硬件特征和软件特征，即它们的技术特征均不尽相同，硬件特征取决于单片机芯片的内部结构，用户要使用某种单片机，必须了解该型产品是否满足需要的功能和应用系统所要求的特性指标。这里的技术特征包括功能特性、控制特性和电气特性等等，这些信息需要从生产厂商的技术手册中得到。软件特征是指指令系统特性和开发支持环境，指令特性即我们熟悉的单片机的寻址方式，数据处理和逻辑处理方式，输入输出特性及对电源的要求等等。开发支持的环境包括指令的兼容及可移植性，支持软件(包含可支持开发应用程序的软件资源)及硬件资源。要利用某型号单片机开发自己的应用系统，掌握其结构特征和技术特征是必须的。 单片机控制系统能够取代以前利用复杂电子线路或数字电路构成的控制系统，可以软件控制来实现，并能够实现智能化，现在单片机控制范畴无所不在，例如通信产品、家用电器、智能仪器仪表、过程控制和专用控制装置等等，单片机的应用领域越来越广泛。诚然

凡是从事计算机或电子信息相关领域工作的童鞋，一定都听说过 嵌入式 和 单片机 吧？ 很多人应该知道，这两个名词和硬件系统有着非常密切的关系。一听到它们，就容易让人联想到插满芯片和针脚的电路板： 但是，如果要问具体什么是嵌入式，什么是单片机，它们之间究竟有什么区别，我相信大部分人并不能解释清楚。 今天，小枣君就给大家做一个入门科普，揭秘上述问题的答案。与此同时，我还会给大家介绍一下，我们经常听说的51、STM32，究竟是什么。 什么是嵌入式 首先，我们来看看什么是嵌入式。 嵌入式，一般是指嵌入式系统，英文叫作：embedded system。嵌入式开发，其实就是对嵌入式系统的开发。 IEEE（美国电气和电子工程师协会）对嵌入式系统的定义是：“用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置”。 国内学术界的定义更为具体一些，也更容易理解： 嵌入式系统，是以应用为中心，以计算机技术为基础，软件硬件可裁剪，适用于对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。 以应用为中心，说明嵌入式系统是有明确实际用途的。以计算机技术为基础，说明它其实就是一种特殊的计算机。软硬件可裁剪，说明它有很强的灵活性和可定制能力。 专用计算机系统，“专用”所对应的，就是“通用”。我们常用的个人PC、笔记本电脑、数据中心服务器，可以用于多种用途，就是“通用计算机系统”。 嵌入式系统究竟具体应用于哪些“专用

单片机和嵌入式，其实没有什么标准的定义来区分他们，对于进行过单片机和嵌入式开发的开发者来说，都有他们自己的定义，接下来，就谈谈本人对这两个概念的理解和感悟。 首先明确概念，什么是单片机，单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。从上世纪80年代，由当时的4位、8位单片机，发展到现在的300M的高速单片机。 比如最经典的51系列单片机，如下图所示，外观只是一块一个拇指大小的长方体芯片，共40个引脚，里面包含了逻辑运算单元。实际上也就是一个cpu。 在最开始接触单片机的时候，还曾经有过一个疑问，为什么单片机是黑色的而不可以是别的颜色，后来才知道是单片机材料的限制。 对单片机而言，其实一个芯片就是全部，其他的比如单片机最小系统都是为了单片机的正常运作而加入其他元件，比如晶振，5v电源，电感电阻等。当然最小系统只能保证单片机正常运行，几乎实现不了基于单片机的任何应用。 为了使单片机实现应用，必须要加入其他外设。比如按键，led灯，led屏，蜂鸣器，各种sensor。这也就是市面上很多公司都在做的单片机开发板。 总结

学习是一个迎接挑战和解决困难的过程，人生中没有目标，无法挑战，就失去了人生的乐趣。下面我们就以 MSP430系列单片机为例，说明单片机的学习过程。 　　(1)获取资料 　　以我们的课本为依托，以下面四个网址为参考，基本所有的资料就全了。 　　参考网址：http://www.ti.com.cn/zh-cn/microcontrollers/msp430-ultra-low-power-mcus/overview.html 　　　　　　　http://www.21ic.com/jszt/msp430.htm 　　　　　　　http://www.eepw.com.cn/tech/s/k/MSP430 　　　　　　　http://www.elecfans.com/tags/msp430/ 　　在网上可以找到FET使用指导、MSP430 F1xx系列使用说明和具体单片机芯片的数据说明，可以找到仿真器FET的电路图、实验板电路图、芯片封装知识等大量的实际应用参考电路。有可能找到的资料是英文的，看英文资料是个难点，也是必须要过的坎儿，无论过没过英语4、6都要学会看英文资料的。建议先看完官方的user guide，加上一些其他相关资料，入门就够了。 　　(2)购买仿真器FET和实验电路板，这个我们学校已经有了 　　如果经济条件不错，可以直接购买。自制仿真器FET和实验电路板，这个是个挑战

在单片机应用开发中，代码的使用效率问题、单片机抗干扰性和可靠性等问题仍困扰着工程师。为帮助工程师解决单片机设计上的难题，纳出单片机开发中应掌握的几个基本技巧。 一、 如何提高C语言编程代码的效率 用C语言进行单片机程序设计是单片机开发与应用的必然趋势。如果使用C编程时，要达到最高的效率，最好熟悉所使用的C编译器。 先试验一下每条C语言编译以后对应的汇编语言的语句行数，这样就可以很明确的知道效率。在今后编程的时候，使用编译效率最高的语句。 各家的C编译器都会有一定的差异，故编译效率也会有所不同，优秀的嵌入式系统C编译器代码长度和执行时间仅比以汇编语言编写的同样功能程度长 5-20％。 对于复杂而开发时间紧的项目时，可以采用C语言，但前提是要求你对该MCU系统的C语言和C编译器非常熟悉，特别要注意该C编译系统 所能支持的数据类型和算法。 虽然C语言是最普遍的一种高级语言，但由于不同的MCU厂家其C语言编译系统是有所差别的，特别是在一些特殊功能模块的操作 上。所以如果对这些特性不了解，那么调试起来问题就会很多，反而导致执行效率低于汇编语言。 二、 如何减少程序中的bug？ 对于如何减少程序的bug，给出了一些建议，指出系统运行中应考虑的超范围管理参数有： 1． 物理参数 。这些参数主要是系统的输入参数，它包括激励参数、采集处理中的运行参数和处理结束的结果参数。合理设定这些边界

芯片在没有开发前，单片机只是具备功能极强的超大规模集成电路，如果赋予它特定的程序，它便是一个最小的、完整的微型计算机控制系统，它与个人电脑(PC机)有着本质的区别，单片机的应用属于芯片级应用，需要用户了解单片机芯片的结构和指令系统以及其它集成电路应用技术和系统设计所需要的理论和技术，用这样特定的芯片设计应用程序，从而使该芯片具备特定的功能。 不同的单片机有着不同的硬件特征和软件特征，即它们的技术特征均不尽相同，硬件特征取决于单片机芯片的内部结构，用户要使用某种单片机，必须了解该型产品是否满足需要的功能和应用系统所要求的特性指标。这里的技术特征包括功能特性、控制特性和电气特性等等，这些信息需要从生产厂商的技术手册中得到。软件特征是指指令系统特性和开发支持环境，指令特性即我们熟悉的单片机的寻址方式，数据处理和逻辑处理方式，输入输出特性及对电源的要求等等。开发支持的环境包括指令的兼容及可移植性，支持软件(包含可支持开发应用程序的软件资源)及硬件资源。要利用某型号单片机开发自己的应用系统，掌握其结构特征和技术特征是必须的。 单片机控制系统能够取代以前利用复杂电子线路或数字电路构成的控制系统，可以软件控制来实现，并能够实现智能化，现在单片机控制范畴无所不在，例如通信产品、家用电器、智能仪器仪表、过程控制和专用控制装置等等，单片机的应用领域越来越广泛。诚然

芯片在没有开发前，单片机只是具备功能极强的超大规模集成电路，如果赋予它特定的程序，它便是一个最小的、完整的微型计算机控制系统，它与个人电脑(PC机)有着本质的区别，单片机的应用属于芯片级应用，需要用户了解单片机芯片的结构和指令系统以及其它集成电路应用技术和系统设计所需要的理论和技术，用这样特定的芯片设计应用程序，从而使该芯片具备特定的功能。 不同的单片机有着不同的硬件特征和软件特征，即它们的技术特征均不尽相同，硬件特征取决于单片机芯片的内部结构，用户要使用某种单片机，必须了解该型产品是否满足需要的功能和应用系统所要求的特性指标。这里的技术特征包括功能特性、控制特性和电气特性等等，这些信息需要从生产厂商的技术手册中得到。软件特征是指指令系统特性和开发支持环境，指令特性即我们熟悉的单片机的寻址方式，数据处理和逻辑处理方式，输入输出特性及对电源的要求等等。开发支持的环境包括指令的兼容及可移植性，支持软件(包含可支持开发应用程序的软件资源)及硬件资源。要利用某型号单片机开发自己的应用系统，掌握其结构特征和技术特征是必须的。 单片机控制系统能够取代以前利用复杂电子线路或数字电路构成的控制系统，可以软件控制来实现，并能够实现智能化，现在单片机控制范畴无所不在，例如通信产品、家用电器、智能仪器仪表、过程控制和专用控制装置等等，单片机的应用领域越来越广泛。诚然

芯片在没有开发前，单片机只是具备功能极强的超大规模集成电路，如果赋予它特定的程序，它便是一个最小的、完整的微型计算机控制系统，它与个人电脑(PC机)有着本质的区别，单片机的应用属于芯片级应用，需要用户了解单片机芯片的结构和指令系统以及其它集成电路应用技术和系统设计所需要的理论和技术，用这样特定的芯片设计应用程序，从而使该芯片具备特定的功能。 不同的单片机有着不同的硬件特征和软件特征，即它们的技术特征均不尽相同，硬件特征取决于单片机芯片的内部结构，用户要使用某种单片机，必须了解该型产品是否满足需要的功能和应用系统所要求的特性指标。这里的技术特征包括功能特性、控制特性和电气特性等等，这些信息需要从生产厂商的技术手册中得到。软件特征是指指令系统特性和开发支持环境，指令特性即我们熟悉的单片机的寻址方式，数据处理和逻辑处理方式，输入输出特性及对电源的要求等等。开发支持的环境包括指令的兼容及可移植性，支持软件(包含可支持开发应用程序的软件资源)及硬件资源。要利用某型号单片机开发自己的应用系统，掌握其结构特征和技术特征是必须的。 单片机控制系统能够取代以前利用复杂电子线路或数字电路构成的控制系统，可以软件控制来实现，并能够实现智能化，现在单片机控制范畴无所不在，例如通信产品、家用电器、智能仪器仪表、过程控制和专用控制装置等等，单片机的应用领域越来越广泛。诚然

　　单片机个人觉得先掌握其中一种，其它的都可以触类旁通，快速上手了。如果你这些条件都没有，我建议你学习51 单片机。 　　为什么要学习51单片机： 　　虽然现在单片机种类和型号非常多，每个型号都有一定的市场份额，但是哪个型号也没有早期 51单片机那般风光和火爆，虽然现在地位不是那么高了，但是因为 51 单片机积累的资料非常多，大家学起来就会拥有众多的参考资料，所以上手肯定比其他型号的要快一些。如果你学习稍微偏门的单片机，可能一个简单的软件问题就 要折腾你好长时间，不仅仅浪费了你的学习时间，更重要的是打击了学习单片机的信心。 　　那么是不是每种单片机我们都要学一遍呢?答案当然是否定的。大家跟着我来学习 51单片机，必须得跟着学会举一反三和融会贯通的能力。单片机型号那么多，挨个学下来估计头发白了也学不完，所以大家跟着我学 51 单片机，不能仅仅当做 51 来学习，更重要的是要当做“单片机”来学，要通过我们的这个教程，把所有的单片机的内部资源都搞清楚弄明白，每个内部模块的用法理解透彻，这样当你遇到一 个从没有用过的单片机，也就知道如何下手去使用它进行开发了。 　　如何学习单片机： 　　前边提到过，单片机是一门实用技术，我们学习它已经不是为了应付考试了，我给大家总结了单片机的学习方法是：一个要领，四个步骤。 　　学习单片机的要领就是：在实践中成长。 　　可为什么那么多人学单片机的时候

很多人在学习单片机的过程中，往往会犯急于求成的错误，这样在遇到挫折时就会严重打击自己信心，最后只能半途而废了。为什么会造成这种结果呢？这是因为要想学会单片机，需要掌握的知识太多了，譬如微机原理、C语言、数字电路以及模拟电路等。所以如果你打算自学单片机，那么必然不能急于求成，而是要有一个循序渐进的过程，否则就会越学越难，直至放弃。 学习单片机不能单独学习理论知识或者只注重实践而忽略理论知识。那么理论和实践该如何安排呢？我的建议是如果你还是在校学生，那么你应该注重理论学习辅助实践，如果你已经毕业工作了，那么应该是实践为主，在实践过程中再去理解相关理论知识。 我学习单片机的过程也是走了很多弯路，浪费了很多时间。这些天也是做了总结，现在分享给大家，让各位想自学学习单片机的朋友少走弯路。 1-自学单片机需要准备什么？ 如果你有在网上找自学单片机的资料，相信你们一定有找到郭天祥老师的“十天学会单片机”教学视频。郭老师的这个教学视频讲解的非常精彩，我也是通过郭老师的教学视频来入门单片机，所以我们需要下载这个视频来学习，那么我们是否需要购买相应的开发版来学习呢？答案是我们不需要购买，因为对于初学者来说，使用仿真软件即可。使用仿真软件可以灵活搭建所需要的电路，在我们自己搭建电路这个过程会让我们学习到单片机的电路设计思想，以便我们更好理解单片机，况且对于一名单片机工程师，设计单片机外围电路是必备技能