單片機編程設計的學習方法和步驟

摘要：學習單片機的動機不外乎有四種：一是為興趣愛好而學，二是為專業而學;三是為飯碗而學;四是在工作中被逼而學。不管是哪種動機，因主修專業的不同以及電子基礎的深淺不同，對于不同的人可能采用不同的學習方法，根據筆者的親身學習經驗感受，提出學習方法和步驟。

關鍵詞：單片機;編程設計;學習

一、基礎理論知識學習

基礎理論知識包括模擬電路、數字電路和C語言知識。模擬電路和數字電路屬于抽象學科，要把它學好還得費點精神。在你學習單片機之前，覺得模擬電路和數字電路基礎不好的話，不要急著學習單片機，應該先回顧所學過的模擬電路和數字電路知識，為學習單片機加強基礎。否則，你的單片機學習之路不僅會很艱難和漫長，還可能半途而廢。扎實的電子技術基礎是學好單片機的關鍵，直接影響單片機學習入門的快慢。

單片機屬于數字電路，其概念、術語、硬件結構和原理都源自數字電路，如果數字電路基礎扎實，對復雜的單片機硬件結構和原理就能容易理解，就能輕松地邁開學習的第一步，自信心也會樹立起來。相反，基礎不好，這個看不懂那個也弄不明白，越學問題越多，越學越沒有信心。如果你覺得單片機很難，那就應該先放下單片機教材，去重溫數字電路，搞清楚觸發器、進制轉換等理論知識。理解了這些知識之后再去看看單片機的結構和原理，你會大徹大悟，信心倍增。

一般是先學習模擬電路再去學習數字電路。扎實的模擬電路基礎不僅讓你容易看懂別人設計的電路，而且讓你設計的電路更可靠，提高產品質量。當基礎打好以后，你會感覺到單片機不再難學了，而且越學越起勁。扎實的電子技術基礎和C語言基礎能增強學習單片機信心，較快掌握單片機技術。

二、單片機實踐

思想上要有刻苦學習的決心，硬件上要有一套完整的學習開發工具，軟件上要注重理論和實踐相結合。

（1）有刻苦學習的決心。首先，明確學習目的。這是你學單片機的動力，沒有動力，我想你堅持不了多久。其次，端正學習心態。單片機學習過程是枯燥乏味、孤獨寂寞的過程。要知道，學習知識沒有捷徑，只有循序漸進，腳踏實地，一步一個腳印，才能學到真功夫。再次，要多動腦勤動手。單片機的學習具有很強的實踐性，是一門很注重實際動手操作的技術學科。不動手實踐你是學不會單片機的。最后，虛心交流。在單片機學習過程中每個人都會遇到無數不能解決的問題，需要你向有經驗的過來人虛心求教，否則，一味的自己埋頭摸索會走許多彎路，浪費很多時間。

（2）有一套完整的學習開發工具。學習單片機是需要成本的。必須有一臺電腦、一塊單片機開發板（如果開發板不能直接下載程序代碼的話還得需要一個編程器）、一套視頻教程、一本單片機教材和一本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上;開發板用來運行單片機程序，驗證實際效果;視頻教程就是手把手教你單片機開發環境的使用、單片機編程和調試。

對于單片機初學者來說，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教材，學了之后，面對真正的單片機時可能還是束手無策;單片機教材和C語言教材是理論學習資料，備忘備查。不要為了節約成本不用開發板而光用Protur軟件仿真調試，這和紙上談兵沒什么區別。

（3）注重理論和實踐相結合。單片機C語言編程理論知識并不深奧，光看書不動手也能明白。但在實際編程的時候就沒那么簡單了。一個程序的形成不僅需要有C語言知識，更多需要融入你個人的編程思路和算法。

如果程序不正常則要反復調試（檢查、修改思路和算法），直到成功。這個過程耗時、費腦、疲精神，意志不堅強者往往被絆倒在這里半途而廢。每一個例程都堅持按照這個過程學習，你很快會找到編程的感覺，取其精華去其糟粕，久而久之會形成你獨特的編程思想。只要能堅持下來，學習收獲會事半功倍。

在實踐過程中不僅要學會別人的例程，還要在別人的程序上改進和拓展，讓程序產生更強大的功能。同時，還要懂得通過查閱芯片數據手冊（DATASHEET）里有關芯片命令和數據的讀寫時序來核對別人例程的可靠性，如果你覺得例程不可靠就把它修改過來，成為是你自己的程序。不僅如此，自己應該經常找些項目來做，以鞏固所學的知識和積累更多的經驗。

三、單片機硬件設計

硬件設計包括電路原理設計和PCB板設計。學習做硬件要比學習做軟件麻煩，成本更高，周期更長。但是，學習單片機的最終目的是做產品開發——軟件和硬件相結合形成完整的控制系統。所以，做硬件也是學習單片機技術的一個必學內容。

電路原理設計涉及到各種芯片的應用，而這些芯片外圍電路的設計、典型應用電路和與單片機的連接等在芯片數據手冊（DATASHEET）都能找到答案，前提是要看得懂全英文的數據手冊。否則，照搬別人的設計永遠落在別人的后面，你做的產品就沒有創意。電子技術領域的第一手資料（DATASHEET）都是英文，從第一手資料里你所獲得的知識可能是在教科書、網絡文檔和課外讀物等所沒有的知識。

做PCB板就比較簡單了。只要懂得使用Protel軟件或 Altim Designer軟件就沒問題了。但要想做的板子布局美觀、布線合理還得費一番功夫了。

嫻熟的單片機C語言編程、會使用Protel軟件或 Altim Designer軟件設計PCB板和具備一定的英文閱讀能力，你就是一個遇強則強的單片機高手了。

參考文獻：

[1]涂時亮，張友德.單片微機MCS-51用戶手冊[M].上海：復旦大學出版社，2010.

[2]何立民.MCS-51系列單片機應用系統設計[M].北京：北京航天航空大學出版，2011.

[3]劉福祿.現代電氣控制技術[M].大連：大連理工大學出版社，2014.