馬花萍

[摘 ? ? ? ? ? 要] ?單片機應用技術課程是電子與信息技術、機電、電氣自動化職業(yè)院校學生的一門主修課，也是培養(yǎng)智能化電子產(chǎn)品設計技術人員的一門基礎課，為進一步學習嵌入式系統(tǒng)奠定基礎。單片機具備體積小、成本低、功耗小、功能強、可靠性高等特點，廣泛應用于工業(yè)測控、醫(yī)療設備、智能儀器儀表、家電、通信、交通國防等各個領域，可以說“想得到就用得上”。

[關 ? ?鍵 ? 詞] ?單片機;程序;思路;代碼

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

什么是單片機呢？簡單地說，單片機就是一個小的計算機系統(tǒng)，同時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應用技術，具備應用單片機知識解決實際問題的能力呢？針對這一狀況，作為工作在教學一線的專業(yè)課教師，對單片機應用技術課程進行了“基于工作過程的”項目化教學，讓單片機學習不再抽象、不再枯燥。本文提出了一些單片機學習技巧，為大家學好單片機提供建議。

一、好的開始是成功的一半，樹立信心，勇敢地邁出第一步

剛開始學習單片機的時候，要樹立信心，采用項目學習法，要一步一個腳印，一個一個項目來。單片機學習的一般流程是：①電路設計;②連接電路;③程序設計與調試;④編譯程序并燒寫芯片。可以從一個簡單的單片機任務入手，了解整個流程。例如，我們用開關來控制LED發(fā)光二極管的亮滅。當開關閉合時，發(fā)光二極管亮;開關斷開時，二極管滅。根據(jù)題意，畫出電路圖，并進行電路連接。接下來，創(chuàng)建一個工程，然后編寫程序并進行調試。

（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），不需要擴展名。單擊“保存”按鈕，便會彈出第二個對話框，要求選擇CPU型號，選好后單擊確認。（2）工程的設置：在“Target1（目標）”上單擊鼠標右鍵，接著單擊“Options for Target‘Target1”選項，即出現(xiàn)工程設置對話框。主要設置對話框中的“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…】可在項目窗口的右側打開一個新的文本編輯窗口。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，同時必須輸入正確的擴展名（C語言源程序以.c為擴展名），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，在彈出的對話框中選中“l(fā)ed.c”。

（三）編寫程序

暫時不管程序為什么這樣寫，先在程序輸入窗口里輸入程序，然后保存。

（四）在keil中調試程序，燒寫芯片

（1）程序編譯：選擇菜單【Project】 —【Build target】對當前工程進行連接，產(chǎn)生目標代碼。（2）使用串行口ISP下載線下載程序。這時給系統(tǒng)上電，如果通信正常，則可完成將程序寫入單片機的程序存儲器。

在單片機的學習過程中，不管遇到多么復雜的任務，新建工程、新建源文件、程序編譯、調試、仿真、燒寫等操作都是一樣的，從最簡單的任務入手，讓它先運行起來，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，先學用到的知識點，沒有用到的暫時放到一邊

從單片機的學習流程中，我們知道單片機的學習重點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，學習其中的程序思路，思考都用到了哪些知識點。單片機的學習是注重理論和實踐結合的，學習初期光看書不去動手，是學不會的。厚厚的一本書，如果不分主次通篇去看，看著看著頭就暈了，也許你學了后面的，前面的內容估計也快忘光了。所以，最好結合實際任務，把程序中用到的知識點，認真學習一下，暫時用不到的內容，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）; ?} }

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

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)化并實現(xiàn)自己的程序效果

剛開始的時候，對內容不了解，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，可達到什么目的，運行后有什么結果。比如，單片機驅動點亮發(fā)光二極管程序，這個程序我們可以用位操作法，在程序中直接對某位引腳進行賦值。

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

main（） ?{d1=0;d2=1;P1_2=0;while（1）;}

此程序實現(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。當自己能順利寫出程序代碼時，說明自己真的懂了。學習需要有舉一反三的過程，才會有提高。點亮發(fā)光二極管的程序，還可以用字節(jié)操作法。字節(jié)操作，就是用一個字節(jié)數(shù)據(jù)同時設置I/O口8個引腳的狀態(tài)。用這種方法時，要先分析P1口每位的值，然后寫出十六進制數(shù)。程序如下：#include ?main（） ?{P1=0x02;while（1）;}

同樣實現(xiàn)點亮d1，d3，關閉d2，字節(jié)操作，代碼少，效率高，程序運行的速度快，充分優(yōu)化了程序功能。

四、相同的任務，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計的思路，著重培養(yǎng)解決問題的能力

如何寫出一個程序來控制器件，按你想要的結果去運作，這個就是解題的思路。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。對同一個項目任務，用不同方法來實現(xiàn)同一功能，這是一個練習和提高的過程。用單片機一位I/O口去控制發(fā)光二極管的閃亮。LED的工作過程是：點亮→延時→熄滅→延時→點亮→延時……如此循環(huán)，實現(xiàn)了閃爍的效果。它的硬件電路很簡單，我們以亞龍YL-236型單片機控制功能實訓考核試驗臺為界面連接電路。程序設計起來也不難，通過流程圖對程序進行設計，是在點亮發(fā)光二極管程序的基礎上實現(xiàn)延時。

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++）;}

這個問題，算是解決了，能不能換種寫法實現(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（）;} }

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

五、對于一個新項目，要學會對任務進行分析，不要急于去尋找別人的代碼，學會掌握程序的設計與調試

當你接到一個新的項目時，先自己構思一下整個過程，例如秒閃電路的制作。這個項目的難點在于程序設計思路，有了思路，編寫程序就容易多了。分析任務：所謂秒閃電路，即1秒定時閃爍的電路。就是讓一個LED每1秒固定閃爍一次，實際上就是讓LED亮500ms，滅500ms，然后再循環(huán)。涉及時間的問題，首先就要考慮用定時器來做。如果定時時間較長，則要盡量使定時器中斷時間間隔大些，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，定時器0工作在方式1下最大定時只有65.536ms，經(jīng)過分析，如果我們采用定時器0，利用工作方式1，通常將定時器設為50ms的時間間隔，即每50ms中斷一次，然后通過一個變量記錄中斷次數(shù)，每中斷一次，讓這個變量加1，當這個變量等于10，說明已經(jīng)中斷10次，正好就是500ms，實現(xiàn)1秒定時閃爍。設計思路有了，程序編寫就簡單了。

對任務進行分析，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，不少學生把程序代碼寫好了，然后一運行，不是自己想要的結果，有的時候甚至結果出不來，頭就暈了，然后就跑去問老師“為什么我的程序不能正常運行”就等老師來給自己分析。這是一種很不好的習慣，應該自己學會發(fā)現(xiàn)問題和學會如何解決問題。在解決問題的過程中，通過程序的排錯，你會學到很多平時聽課、看書學不到的東西。糾錯的過程就是學習的過程，并且比用其他的方法都學得多、記得深。通過編譯程序，排查出簡單的語法錯誤，對生成的目標文件進行調試運行，單步執(zhí)行與全速執(zhí)行相結合，實現(xiàn)自己的程序功能。

參考文獻：

[1]金杰.MCS-51單片機C語言程序設計與實踐[M].北京：電子工業(yè)出版社，2017.

[2]老盛林，吳慧芳.單片機應用技術[M].北京：北京理工大學出版社，2018.

[3]蘇珊，高如新.單片機原理與應用[M].成都：電子科技大學出版社，2016.

編輯 張 慧