作為一名合格的單片機(jī)學(xué)習(xí)者，你應(yīng)該要了解這些知識(shí)

很多初學(xué)者最初接觸單片機(jī)時(shí)較為苦惱的就是如何入門，也就是從哪一部份，按照怎樣的步驟進(jìn)行學(xué)習(xí)。在摸索學(xué)習(xí)步驟的過程浪費(fèi)時(shí)間的同時(shí)也會(huì)造成學(xué)習(xí)興趣的降低。為了幫助大家解決這種情況。

第一步：基礎(chǔ)理論知識(shí)學(xué)習(xí)

基礎(chǔ)理論知識(shí)包括模擬電路、數(shù)字電路和 C 語言知識(shí)。模擬電路和數(shù)字電路屬于抽象學(xué)科，要把它學(xué)好還得費(fèi)點(diǎn)精神。在學(xué)習(xí)單片機(jī)之前，覺得模擬電路和數(shù)字電路基礎(chǔ)不好的話，不要急著學(xué)習(xí)單片機(jī)，應(yīng)該先回顧所學(xué)過的模擬電路和數(shù)字電路知識(shí)，為學(xué)習(xí)單片機(jī)加強(qiáng)基礎(chǔ)。

否則單片機(jī)學(xué)習(xí)之路不僅會(huì)很艱難和漫長，還可能半途而廢。扎實(shí)的電子技術(shù)基礎(chǔ)是學(xué)好單片機(jī)的關(guān)鍵，直接影響單片機(jī)學(xué)習(xí)入門的快慢。有些同學(xué)覺得單片機(jī)很難，越學(xué)越復(fù)雜，最后學(xué)不下去了。有的同學(xué)看書時(shí)似乎明白了，可是動(dòng)起手來卻一塌糊涂，究其原因就是電子技術(shù)基礎(chǔ)沒有打好，首先被表面知識(shí)給困惑了。

單片機(jī)屬于數(shù)字電路，其概念、術(shù)語、硬件結(jié)構(gòu)和原理都源自數(shù)字電路，如果數(shù)字電路基礎(chǔ)扎實(shí)，對(duì)復(fù)雜的單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)和原理就能容易理解，就能輕松地邁開學(xué)習(xí)的第一步，自信心也會(huì)樹立起來。

相反，基礎(chǔ)不好，這個(gè)看不懂那個(gè)也弄不明白，越學(xué)問題越多，越學(xué)越?jīng)]有信心。如果在學(xué)習(xí)的過程中覺得單片機(jī)很難，那就應(yīng)該先放下單片機(jī)教材，去重溫?cái)?shù)字電路，搞清楚觸發(fā)器、寄存器、門電路、COMS 電路、時(shí)序邏輯和時(shí)序圖、進(jìn)制轉(zhuǎn)換等理論知識(shí)。理解了這些知識(shí)之后再去看看單片機(jī)的結(jié)構(gòu)和原理，相信大家就會(huì)大徹大悟，信心倍增。

模擬電路是電子技術(shù)最基礎(chǔ)的學(xué)科，這是學(xué)習(xí)電子技術(shù)必須掌握的基礎(chǔ)知識(shí)。一般是先學(xué)習(xí)模擬電路再去學(xué)習(xí)數(shù)字電路。扎實(shí)的模擬電路基礎(chǔ)不僅讓人們?nèi)菀卓炊畡e人設(shè)計(jì)的電路，而且會(huì)讓設(shè)計(jì)的電路更可靠，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

C 語言知識(shí)并不難，沒有任何編程基礎(chǔ)的人都可以學(xué)，當(dāng)然，數(shù)學(xué)基礎(chǔ)好、邏輯思維好的人學(xué)起來相對(duì)輕松一些。

C 語言需要掌握的知識(shí)就那么 3 個(gè)條件判斷語句、3 個(gè)循環(huán)語句、3 個(gè)跳轉(zhuǎn)語句和 1 個(gè)開關(guān)語句。別小看這 10 個(gè)語句，用他們組合形成的邏輯要多復(fù)雜有多復(fù)雜。學(xué)習(xí)時(shí)要一條語句一條語句的學(xué)，學(xué)一條活用一條，全部學(xué)過用過這些關(guān)鍵語句后，C 基礎(chǔ)便建立了。

當(dāng) C 基礎(chǔ)打好以后，就不會(huì)感到單片機(jī)難學(xué)了，而且越學(xué)越起勁。當(dāng)單片機(jī)乖乖的依照設(shè)計(jì)好的邏輯思維和算法去執(zhí)行指令，實(shí)現(xiàn)預(yù)期控制效果的時(shí)候，成就感會(huì)讓設(shè)計(jì)者信心十足、夜以續(xù)日、廢寢忘食的投入到單片機(jī)的世界里?？梢赃@么說，扎實(shí)的電子技術(shù)基礎(chǔ)和 C 語言基礎(chǔ)能增強(qiáng)學(xué)習(xí)單片機(jī)信心，較快掌握單片機(jī)技術(shù)。

第二步：單片機(jī)實(shí)踐

這是真正學(xué)習(xí)單片機(jī)的過程，既讓人興奮又讓人疲憊，其中的酸甜苦辣只有學(xué)過的人深有體會(huì)。思想上要有刻苦學(xué)習(xí)的決心，硬件上要有一套完整的學(xué)習(xí)開發(fā)工具，軟件上要注重理論和實(shí)踐相結(jié)合。

有一套完整的學(xué)習(xí)開發(fā)工具

學(xué)習(xí)單片機(jī)是需要成本的。必須有一臺(tái)電腦、一塊單片機(jī)開發(fā)板(如果開發(fā)板不能直接下載程序代碼的話還得需要一個(gè)編程器)、一套視頻教程、一本單片機(jī)教材和一本 C 語言教材。

電腦是用來編寫和編譯程序，并將程序代碼下載到單片機(jī)上;開發(fā)板用來運(yùn)行單片機(jī)程序，驗(yàn)證實(shí)際效果;視頻教程就是手把手教單片機(jī)開發(fā)環(huán)境的使用、單片機(jī)編程和調(diào)試。

對(duì)于單片機(jī)初學(xué)者來說，視頻教程必須看，要不然，哪怕把教材看了幾遍，還是不知道如何下手，尤其是院校里的單片機(jī)教材，學(xué)了之后，面對(duì)真正的單片機(jī)時(shí)可能還是束手無策;單片機(jī)教材和 C 語言教材是理論學(xué)習(xí)資料，備忘備查。不要為了節(jié)約成本不用開發(fā)板而光用 Protur 軟件仿真調(diào)試，這和紙上談兵沒什么區(qū)別。

要注重理論和實(shí)踐相結(jié)合

單片機(jī) C 語言編程理論知識(shí)并不深?yuàn)W，光看書不動(dòng)手也能明白。但在實(shí)際編程的時(shí)候就沒那么簡單了。一個(gè)程序的形成不僅需要有 C 語言知識(shí)，更多需要融入個(gè)人的編程思路和算法。

編程思路和算法決定一個(gè)程序的優(yōu)劣，是單片機(jī)編程的大問題，只有在實(shí)際動(dòng)手編寫的時(shí)候才會(huì)有深切的感悟。一個(gè)程序能否按照意愿正常運(yùn)行就要看思路和算法是否正確、合理。如果程序不正常則要反復(fù)調(diào)試(檢查、修改思路和算法)，直到成功。這個(gè)過程耗時(shí)、費(fèi)腦、疲精神，意志不堅(jiān)強(qiáng)者往往被絆倒在這里半途而廢。

學(xué)習(xí)編寫程序應(yīng)該按照以下過程學(xué)習(xí)，效果會(huì)更好?？吹嚼填}目先試著構(gòu)思自己的編程思路，然后再看教材或視頻教程里的代碼，研究人家的編程思路，注意與自己思路的差異;接下來就照搬人家的思路親自動(dòng)手編寫這個(gè)程序，領(lǐng)會(huì)其中每一條語句的作用;對(duì)有疑問的地方試著按照自己的思路修改程序，比較程序運(yùn)行效果，領(lǐng)會(huì)其中的奧妙。

每一個(gè)例程都堅(jiān)持按照這個(gè)過程學(xué)習(xí)，很快會(huì)找到編程的感覺，取其精華去其糟粕，久而久之會(huì)形成獨(dú)特的編程思想。

當(dāng)然，剛開始，看別人的程序源代碼就像看天書一樣，只要硬著頭皮看，看到不懂的關(guān)鍵字和語句就翻書查閱、對(duì)照。只要能堅(jiān)持下來，學(xué)習(xí)收獲會(huì)事半功倍。

在實(shí)踐過程中不僅要學(xué)會(huì)別人的例程，還要在別人的程序上改進(jìn)和拓展，讓程序產(chǎn)生更強(qiáng)大的功能。同時(shí)，還要懂得通過查閱芯片數(shù)據(jù)手冊(cè)(DATASHEET)里有關(guān)芯片命令和數(shù)據(jù)的讀寫時(shí)序來核對(duì)別人例程的可靠性，如果覺得例程不可靠就把它修改過來，成為自己的程序。不僅如此，自己應(yīng)該經(jīng)常找些項(xiàng)目來做，以鞏固所學(xué)的知識(shí)和積累更多的經(jīng)驗(yàn)。

第三步：單片機(jī)硬件設(shè)計(jì)

當(dāng)編寫自己的程序信手拈來、閱讀別人的程序能夠發(fā)現(xiàn)問題的時(shí)候，說明自己單片機(jī)編程水平相當(dāng)不錯(cuò)了。接下來就應(yīng)該研究的硬件了。硬件設(shè)計(jì)包括電路原理設(shè)計(jì)和 PCB 板設(shè)計(jì)。

學(xué)習(xí)做硬件要比學(xué)習(xí)做軟件麻煩，成本更高，周期更長。但是，學(xué)習(xí)單片機(jī)的最終目的是做產(chǎn)品開發(fā) ---- 軟件和硬件相結(jié)合形成完整的控制系統(tǒng)。所以，做硬件也是學(xué)習(xí)單片機(jī)技術(shù)的一個(gè)必學(xué)內(nèi)容。

電路原理設(shè)計(jì)涉及到各種芯片的應(yīng)用，而這些芯片外圍電路的設(shè)計(jì)、典型應(yīng)用電路和與單片機(jī)的連接等在芯片數(shù)據(jù)手冊(cè)都能找到答案，前提是要看得懂全英文的數(shù)據(jù)手冊(cè)。

否則，照搬別人的設(shè)計(jì)永遠(yuǎn)落在別人的后面，做的產(chǎn)品就沒有創(chuàng)意。電子技術(shù)領(lǐng)域的第一手資料(DATASHEET)都是英文，從第一手資料里所獲得的知識(shí)可能是在教科書、網(wǎng)絡(luò)文檔和課外讀物等所沒有的知識(shí)。

雖然有些資料也都是在 DATASHEET 的基礎(chǔ)上撰寫的，但內(nèi)容不全面，甚至存在翻譯上的遺漏和錯(cuò)誤。當(dāng)然，閱讀 DATASHEET 需要具備一定的英文閱讀能力，這也是阻礙單片機(jī)學(xué)習(xí)者晉級(jí)的絆腳石。

在了解電路的含義之后，在進(jìn)行關(guān)于 PCB 板的相關(guān)設(shè)計(jì)就比較簡單了，在這一階段只要對(duì)一些常見的 PCB 軟件能夠使用即可，如 Protel、AltimDesigner，但如果要求最終的布線效果具有一定的美觀度就需要花費(fèi)一些時(shí)間了。

總的來說，作為一名單片機(jī)設(shè)計(jì)者，只要能夠駕馭單片機(jī) C 語言編程，并且能夠使用常用 PCB 軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)畫板，此外再具備一定的英文基礎(chǔ)。那么一定會(huì)成為一名超強(qiáng)的 51 單片機(jī)高手。

審核編輯 黃昊宇