¿Cómo aprender a usar microcontroladores?
1. Familiarizarse con los principios y la estructura de los microcontroladores;
2. Aprender bien la electrónica digital y analógica para sentar una base sólida para el diseño de circuitos. 3. Ser competente en el uso del lenguaje C, aprender más programas de otras personas;
4. Tener cierta comprensión de los principios del sistema operativo
5.
6, se requiere la capacidad de depurar circuitos.
Pasos para aprender microcontroladores
Existen muchos tipos de microcontroladores actualmente, pero el 51 es el más básico, por lo que lo mejor es empezar a aprender microcontroladores desde el 51. No solo es fácil empezar, pero también muy práctico. Sin embargo, el microcontrolador 51 es demasiado básico después de todo. Muchos microcontroladores posteriores han ampliado enormemente sus funciones. Por lo tanto, según la ruta de la mayoría de la gente en nuestro laboratorio, la mayoría de la gente aprenderá sobre los microcontroladores AVR. Mejorado con 51 microcontroladores, integra muchas funciones prácticas como A/D y PWM rápido, y tiene muchas similitudes funcionales con muchos microcontroladores grandes, por lo que si desea dominar otros microcontroladores en el futuro, AVR es sin duda un buen trampolín.
El proceso de aprendizaje
Lo último que hay que aprender sobre los microcontroladores es, por supuesto, la práctica. El aprendizaje del que hablo es diferente del aprendizaje sobre microcontroladores en el aula. Materiales didácticos sobre microcontroladores antes, y algunos El libro de texto habla sobre el principio de funcionamiento y la estructura interna del microcontrolador. Estas cosas no son necesarias para nosotros por el momento. Las aprenderemos cuando comience la clase en el futuro. Lo que necesitamos aprender ahora es dejar de lado los principios de la estructura interna por el momento. Hay un dicho en Internet llamado método de aprendizaje sobre cómo escribir algunos pequeños programas simples usando un microcontrolador. de practicar primero y luego teoría.
Mi punto de vista es el siguiente. Primero debes tener una comprensión básica de la estructura del hardware de un microcontrolador. Como mínimo, debes conocer las funciones y diferencias de cada pin. Puede construir un sistema mínimo de microcontrolador usted mismo y luego puede comenzar directamente con el programa. El programa se programa mejor en lenguaje C. Comience con una marquesina simple y profundícela gradualmente. Puede realizar algunas aplicaciones de tubos digitales. , cristales líquidos, DS1302, DS18B20 y otros componentes electrónicos. A medida que profundiza, puede combinar algunos ejemplos específicos y ampliar algunas funciones, como interrupciones y comunicación en serie. Otro punto a tener en cuenta es que el lenguaje C utilizado en los microcontroladores es en realidad muy limitado. Una gran parte del contenido de C aprendido en el aula no se utilizará en la programación inicial de microcontroladores, por lo que no hay necesidad de pensar que su base en el lenguaje C es. No muy bueno. Bueno, ¡pero mantente alejado de los microcontroladores!
Herramientas para aprender
En términos de software, el microcontrolador 51 utiliza el software KEIL. Este software está disponible en descargas de software de la biblioteca escolar y otros sitios web. Puede encontrar información relevante usted mismo. Uso específico, hay más software AVR, yo uso CVAVR y también hay ICCAVR y otros software de compilación. Se recomienda tener una cierta base 51 antes de aprender. El otro es el software de programación. La función del software de programación es programar el archivo HEX generado por el compilador en el microcontrolador. Esto debe ser práctico con la línea de descarga. Si hay un puerto paralelo, es mejor usar un paralelo. línea de descarga de puerto. Es mejor utilizar el software Guangzhou Ssangyong. Para el software SLISP, si su computadora portátil no tiene un puerto paralelo, tendrá que comprar un descargador llamado USBASP. Está disponible en el mercado de electrónica en línea por aproximadamente 20 yuanes. y el software vendrá con el CD.
En términos de hardware, lo primero es tener un microcontrolador. Hay una cosa a tener en cuenta sobre el microcontrolador. Lo mejor es comprar los modelos 89S51 y 89S52 para el microcontrolador 51. Lo anterior es el método ISP. Este tipo de microcontrolador admite la descarga de ISP, por lo que puede resultar inconveniente si compra otros modelos de programas de programación. El microcontrolador AVR más utilizado es ATmega16L. La diferencia entre otros modelos no es muy grande y son uniformes. algo compatible.
En cuanto a las placas de desarrollo de microcomputadoras de un solo chip, los precios actuales son muy caros, oscilando entre cien y varios cientos, pero es mejor omitir la que cuesta más de sesenta yuanes como la que se anunció en la escuela la última vez, ya que no tiene ningún efecto. Por supuesto, es bueno comprar uno, pero no importa si no tiene uno. También es muy conveniente comprar una placa de circuito y construirla usted mismo. Es muy fácil sacar la interfaz del ISP y programar el programa. También es muy conveniente sacar el puerto de E/S para su expansión.
Algunos otros puntos a tener en cuenta al aprender a usar microcontroladores:
1. Preste igual atención a la teoría y la práctica
Para un principiante que está aprendiendo microcontroladores, si sigue el método de aprendizaje estilo libro de texto, obtendrá muchas instrucciones y sustantivos después de estudiar durante mucho tiempo. , todavía no puede entender qué hacen estas instrucciones. Tal vez se aburra dentro de unos días y se dé por vencido a mitad de camino. Por tanto, es una buena forma de combinar el aprendizaje con la práctica. Aprender y practicar al mismo tiempo, paso a paso, podrás comprender, comprender a fondo, arraigar en tu mente e incluso "grabar" las instrucciones utilizadas. en tan solo unas pocas veces. Es decir, después de haber aprendido algunas instrucciones (sin pedir más a la vez, solo comprender), es hora de hacer experimentos. A través de experimentos, puede sentir el efecto de control de las instrucciones en este momento, y puede hacerlo. Véalo con los ojos. Podrá ver (luz) y oír (sonido) con los oídos, y podrá tener una comprensión más profunda de cómo las instrucciones se convierten en señales para lograr el control. Ver los resultados de lo que ha aprendido a través de los experimentos. no sólo le dará una sensación de logro, sino que también aumentará su interés en los microcontroladores. Para ser honesto, los microcontroladores no se aprenden tanto sino que se practican mediante experimentos, sin mencionar que hacer experimentos en sí también es un proceso de aprendizaje. Por lo tanto, el método de aprendizaje de aprender mientras se practica es particularmente efectivo.
2. Organizar el tiempo de forma razonable y perseverar
Aprender el microcontrolador no puede ser "tres días de pesca y dos días de secar la red". Requiere perseverancia y determinación. Después de aprender algunas instrucciones, debes hacer experimentos a tiempo para integrarlas, en lugar de esperar unos días o semanas antes de hacer experimentos, de lo contrario el efecto será pobre o incluso olvidarás lo que has aprendido antes. Además, debes estar mentalmente preparado para librar una "guerra prolongada". No estudies unos días cuando estés interesado y permanezcas inactivo durante algunas semanas cuando no estés interesado. Un punto muy importante en el aprendizaje de microcontroladores es perseverar.
3. Tenga paciencia y compruebe cuando encuentre problemas.
Las MCU tienen componentes tanto de software como de hardware. A veces, un programa no se puede ajustar sin importar cómo lo ajuste, pero el análisis teórico es correcto. Encuentre cuidadosamente la razón. A menudo nos encontramos con muchos problemas al aprender a usar microcontroladores y, a veces, no se pueden resolver en uno o dos días. Esto requiere paciencia y comenzar desde abajo. . ¡Nunca te rindas fácilmente! ! !
4. Para un conocimiento que sólo se ha aprendido brevemente, en el mejor de los casos es sólo un poco mejor que un vistazo fugaz. Por lo tanto, la mejor manera es volver a aprenderlo después de un período de tiempo (1-2 meses). El conocimiento que ha aprendido debe usarse con frecuencia, de esta manera podrá comprenderlo y digerirlo completamente después de ciclos repetidos varias veces. olvídalo.
5. Realice las inversiones adecuadas para comprar equipos experimentales, libros y materiales.
La tecnología de microcomputadoras de un solo chip tiene un alto contenido de oro. Una vez que la aprenda, le brindará grandes beneficios, ya sea que esté solicitando un trabajo o comenzando uno. fábrica y dirigir una empresa las perspectivas son brillantes e ilimitadas. Por lo tanto, al estudiar, debe estar dispuesto a invertir adecuadamente en la compra del equipo experimental y de aprendizaje necesario. Además, conviene visitar con frecuencia librerías de ciencia y tecnología y comprar algunos libros adecuados para su propio aprendizaje y mejora. Un buen libro es realmente importante. Puedes leerlo en cualquier momento y complementar los conocimientos que no comprendes u olvidas en cualquier momento.
Aprender a utilizar un microcontrolador significa comprender la estructura del hardware del microcontrolador y la aplicación de los recursos internos, aprender la configuración de inicialización de varias funciones en lenguaje ensamblador o C y programar para realizar diversas funciones.
Paso uno: Uso de E/S digital
Utilice el botón para ingresar la señal y el LED mostrará el nivel de salida. Puede aprender la función de E/S digital del. pin. Presione Después de presionar un determinado botón, se enciende un determinado diodo emisor de luz. Esta es la función de la lógica combinacional en los circuitos digitales. Aunque es muy simple, puede aprender ideas generales de programación de microcontroladores. configurado para inicializar los pines para su uso. Los pines tienen funciones de entrada y salida digitales. Cada vez que utilice una función del microcontrolador, debe configurar el registro que controla la función. Esta es la característica de la programación del microcontrolador. No tenga miedo de tener problemas.
Paso 2: Usa el temporizador. Si aprendes a usar el temporizador, puedes usar un microcontrolador para implementar un circuito secuencial. La función del circuito secuencial es poderosa y tiene muchas aplicaciones en el control de. Equipos eléctricos industriales y domésticos, por ejemplo, puede utilizar un microcontrolador para implementar un interruptor de luz de pasillo con un botón. Después de presionar el botón una vez, la luz se apagará automáticamente después de 3 minutos. , la luz permanecerá encendida Cuando se presione el botón, la luz se apagará automáticamente. Si el tiempo excede los 2 segundos, la luz se apagará. Los circuitos integrados digitales pueden implementar circuitos secuenciales, los dispositivos lógicos programables (PLD) pueden implementar circuitos secuenciales y los controladores programables (PLC) también pueden implementar circuitos secuenciales, pero solo los microcontroladores son los más simples y de menor costo de implementar.
El uso de temporizadores es muy importante. La lógica más el control del tiempo es la base para el uso de microcontroladores.
Paso 3: Interrumpir
La característica de un microcontrolador es que un programa se ejecuta repetidamente. La ejecución de cada instrucción del programa requiere una cierta cantidad de tiempo de ejecución. no ejecuta una determinada instrucción, entonces la acción de la instrucción no ocurrirá, lo que retrasará muchas cosas que suceden rápidamente, como el flanco descendente cuando se presiona el botón. Para que el microcontrolador responda a acciones rápidas durante la ejecución normal del programa, se debe utilizar la función de interrupción del microcontrolador. Esta función es que después de que ocurre una acción rápida, el microcontrolador interrumpe el programa en ejecución normal y procesa la acción rápida. Una vez completado el procesamiento, vuelva a ejecutar el programa normal. La dificultad al usar la función de interrupción es que necesita saber exactamente cuándo no se permite que ocurran interrupciones (enmascarar interrupciones), cuándo se permite que ocurran interrupciones (las interrupciones están habilitadas) y qué registros deben configurarse para que ciertas interrupciones funcionen. Cuando comienza la interrupción, el programa debe qué hacer, qué debe hacer el programa después de que se complete la interrupción, etc.
Después del aprendizaje de interrupción, puede compilar un programa con una estructura más compleja. Dicho programa puede hacer una cosa y monitorear una cosa. Una vez que sucede lo monitoreado, interrumpirá lo que está haciendo y lo procesará. Para monitorear cosas, por supuesto, también puedes monitorear varias cosas. Para usar una metáfora vívida, la función de interrupción hace que el microcontrolador tenga la función de comer del tazón y observar la olla.
Aprender los tres pasos anteriores es equivalente a las artes marciales de Dieciocho Dragon Subduing Palms. Después de dominar tres palmas, apenas puedes protegerte.
Paso 4: Comunicación RS232 con PC
Todas las MCU tienen interfaces USART, especialmente muchos modelos de la serie MSP430, que tienen dos interfaces USART. La interfaz USART no se puede conectar directamente a la interfaz RS232 de la PC. Los niveles lógicos entre ellos son diferentes y es necesario utilizar un chip MAX3232 para la conversión de nivel.
Es muy importante el uso de la interfaz USART. A través de esta interfaz se puede intercambiar información entre el microcontrolador y el PC. Aunque la comunicación RS232 no es avanzada, es muy importante conocer la interfaz. Para utilizar correctamente la interfaz USART, es necesario aprender el protocolo de comunicación, la programación de la interfaz RS232 de la PC, etc. Imagínense, los datos en el tablero de experimentos del microcontrolador se muestran en el monitor de la PC y la señal del teclado de la PC se puede mostrar en el tablero de experimentos del microcontrolador. ¡Qué interesante sería!
Paso 5: Aprenda la conversión A/D
El microcontrolador MAP430 tiene un convertidor A/D multicanal de 12 bits. A través de estos convertidores A/D, el microcontrolador puede operar cantidades analógicas. , muestra y detecta voltaje, corriente y otras señales. Al estudiar, preste atención a conceptos como tierra analógica y tierra digital, voltaje de referencia, tiempo de muestreo, tasa de conversión, error de conversión, etc.
Un ejemplo sencillo del uso de la función de conversión A/D es diseñar un voltímetro.
Paso 6: aprenda la interfaz PCI, I2C y la interfaz LCD
El uso de estas interfaces puede facilitar la conexión del microcontrolador a dispositivos externos y es muy importante para expandir Las funciones del microcontrolador.
Paso 7: Aprenda a comparar, capturar y funciones PWM
Estas funciones permiten al microcontrolador controlar el motor, detectar la señal de velocidad e implementar funciones de control como la velocidad del motor. regulador.
Si aprendes los siete pasos anteriores, podrás diseñar un sistema de aplicación general, lo que equivale a aprender diez movimientos para someter a un dragón y dieciocho palmas, y podrás atacar.
Paso 8: Aprenda el diseño de hardware y software de la interfaz USB, la interfaz TCP/IP y varios buses industriales. Es muy importante aprender el diseño de hardware y software de la interfaz USB, la interfaz TCP/IP. y varios autobuses industriales. Sí, porque esta es la dirección actual del desarrollo de productos.
Hasta este punto, equivale a aprender 15 movimientos y las Dieciocho Palmas Subductoras del Dragón, pero aún no está al nivel de derrotar a oponentes invencibles en el mundo. Aun así, sigue siendo una gamba del microcontrolador