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成为单片机高手必知的三个重要步骤

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成为单片机高手必知的三个重要步骤

很多初学者最初接触单片机时较为苦恼的就是如何入门,也就是从哪一部份,按照怎样的步骤进行学习。在摸索学习步骤的过程浪费时间的同时也会造成学习兴趣的降低。为了帮助大家解决这种情况。
第一步:基础理论知识学习
基础理论知识包括模拟电路、数字电路和 C 语言知识。模拟电路和数字电路属于抽象学科,要把它学好还得费点精神。在学习单片机之前,觉得模拟电路和数字电路基础不好的话,不要急着学习单片机,应该先回顾所学过的模拟电路和数字电路知识,为学习单片机加强基础。
否则单片机学习之路不仅会很艰难和漫长,还可能半途而废。扎实的电子技术基础是学好单片机的关键,直接影响单片机学习入门的快慢。有些同学觉得单片机很难,越学越复杂,最后学不下去了。有的同学看书时似乎明白了,可是动起手来却一塌糊涂,究其原因就是电子技术基础没有打好,首先被表面知识给困惑了。
单片机属于数字电路,其概念、术语、硬件结构和原理都源自数字电路,如果数字电路基础扎实,对复杂的单片机硬件结构和原理就能容易理解,就能轻松地迈开学习的第一步,自信心也会树立起来。
相反,基础不好,这个看不懂那个也弄不明白,越学问题越多,越学越没有信心。如果在学习的过程中觉得单片机很难,那就应该先放下单片机教材,去重温数字电路,搞清楚触发器、寄存器、门电路、COMS 电路、时序逻辑和时序图、进制转换等理论知识。理解了这些知识之后再去看看单片机的结构和原理,相信大家就会大彻大悟,信心倍增。
模拟电路是电子技术最基础的学科,这是学习电子技术必须掌握的基础知识。
一般是先学习模拟电路再去学习数字电路。扎实的模拟电路基础不仅让人们容易看懂别人设计的电路,而且会让设计的电路更可靠,提高产品质量。
C 语言知识并不难,没有任何编程基础的人都可以学,当然,数学基础好、逻辑思维好的人学起来相对轻松一些。
C 语言需要掌握的知识就那么 3 个条件判断语句、3 个循环语句、3 个跳转语句和 1 个开关语句。别小看这 10 个语句,用他们组合形成的逻辑要多复杂有多复杂。学习时要一条语句一条语句的学,学一条活用一条,全部学过用过这些关键语句后,C 基础便建立了。
当 C 基础打好以后,就不会感到单片机难学了,而且越学越起劲。当单片机乖乖的依照设计好的逻辑思维和算法去执行指令,实现预期控制效果的时候,成就感会让设计者信心十足、夜以续日、废寝忘食的投入到单片机的世界里。
可以这么说,扎实的电子技术基础和 C 语言基础能增强学习单片机信心,较快掌握单片机技术。

第二步:单片机实践
这是真正学习单片机的过程,既让人兴奋又让人疲惫,其中的酸甜苦辣只有学过的人深有体会。思想上要有刻苦学习的决心,硬件上要有一套完整的学习开发工具,软件上要注重理论和实践相结合。

有一套完整的学习开发工具
学习单片机是需要成本的。必须有一台电脑、一块单片机开发板(如果开发板不能直接下载程序代码的话还得需要一个编程器)、一套视频教程、一本单片机教材和一本 C 语言教材。
电脑是用来编写和编译程序,并将程序代码下载到单片机上;开发板用来运行单片机程序,验证实际效果;视频教程就是手把手教单片机开发环境的使用、单片机编程和调试。
对于单片机初学者来说,视频教程必须看,要不然,哪怕把教材看了几遍,还是不知道如何下手,尤其是院校里的单片机教材,学了之后,面对真正的单片机时可能还是束手无策;单片机教材和 C 语言教材是理论学习资料,备忘备查。不要为了节约成本不用开发板而光用 Protur 软件仿真调试,这和纸上谈兵没什么区别。

要注重理论和实践相结合
单片机 C 语言编程理论知识并不深奥,光看书不动手也能明白。但在实际编程的时候就没那么简单了。一个程序的形成不仅需要有 C 语言知识,更多需要融入个人的编程思路和算法。
编程思路和算法决定一个程序的优劣,是单片机编程的大问题,只有在实际动手编写的时候才会有深切的感悟。一个程序能否按照意愿正常运行就要看思路和算法是否正确、合理。如果程序不正常则要反复调试(检查、修改思路和算法),直到成功。这个过程耗时、费脑、疲精神,意志不坚强者往往被绊倒在这里半途而废。
学习编写程序应该按照以下过程学习,效果会更好。看到例程题目先试着构思自己的编程思路,然后再看教材或视频教程里的代码,研究人家的编程思路,注意与自己思路的差异;接下来就照搬人家的思路亲自动手编写这个程序,领会其中每一条语句的作用;对有疑问的地方试着按照自己的思路修改程序,比较程序运行效果,领会其中的奥妙。
每一个例程都坚持按照这个过程学习,很快会找到编程的感觉,取其精华去其糟粕,久而久之会形成独特的编程思想。
当然,刚开始,看别人的程序源代码就像看天书一样,只要硬着头皮看,看到不懂的关键字和语句就翻书查阅、对照。只要能坚持下来,学习收获会事半功倍。
在实践过程中不仅要学会别人的例程,还要在别人的程序上改进和拓展,让程序产生更强大的功能。同时,还要懂得通过查阅芯片数据手册(DATASHEET)里有关芯片命令和数据的读写时序来核对别人例程的可靠性,如果觉得例程不可靠就把它修改过来,成为自己的程序。不仅如此,自己应该经常找些项目来做,以巩固所学的知识和积累更多的经验。

第三步:单片机硬件设计
当编写自己的程序信手拈来、阅读别人的程序能够发现问题的时候,说明自己单片机编程水平相当不错了。接下来就应该研究的硬件了。硬件设计包括电路原理设计和 PCB 板设计。
学习做硬件要比学习做软件麻烦,成本更高,周期更长。但是,学习单片机的最终目的是做产品开发----软件和硬件相结合形成完整的控制系统。所以,做硬件也是学习单片机技术的一个必学内容。
电路原理设计涉及到各种芯片的应用,而这些芯片外围电路的设计、典型应用电路和与单片机的连接等在芯片数据手册都能找到答案,前提是要看得懂全英文的数据手册。
否则,照搬别人的设计永远落在别人的后面,做的产品就没有创意。电子技术领域的第一手资料(DATASHEET)都是英文,从第一手资料里所获得的知识可能是在教科书、网络文档和课外读物等所没有的知识。
虽然有些资料也都是在 DATASHEET 的基础上撰写的,但内容不全面,甚至存在翻译上的遗漏和错误。当然,阅读 DATASHEET 需要具备一定的英文阅读能力,这也是阻碍单片机学习者晋级的绊脚石。
在了解电路的含义之后,在进行关于 PCB 板的相关设计就比较简单了,在这一阶段只要对一些常见的 PCB 软件能够使用即可,如 Protel、AltimDesigner,但如果要求最终的布线效果具有一定的美观度就需要花费一些时间了。
总的来说,作为一名单片机设计者,只要能够驾驭单片机 C 语言编程,并且能够使用常用 PCB 软件进行设计画板,此外再具备一定的英文基础。那么一定会成为一名超强的 51 单片机高手。

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| 发布时间:2019.03.27    来源:电源适配器厂家
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