单片机设计经验技巧精华集锦（五）

　　用AVR单片机的高速AD检测功能能实现简单的语音识别。声音信号被驻极体电容话筒接收后送至LM386音频功放芯片放大和过滤后送至单片机AD转换口，单片机对音频信号幅值采样转化为一组数字，然后对这组进行取方差运算，得出一个特征值，该特征值可以用于简单的语音识别。比如你发一个“e”，方差应该比较小，如果你发“p”爆破音，方差应该较大。当然，如果你用更复杂的数据处理，会得到更好的识别效果。本设计使用了2路声音信号，目的是让单片机判断出声源的大体方位。

　　D 超声波测距

　　用AVR的1个IO口输出40KHz信号送至超声波发射电路，当超声波遇到障碍物返回后，被超声波接收头接收，信号经CX20106A解码芯片处理，得到一个低电平脉冲，用该脉冲引发AVR单片机中断，AVR通过检查发波和收到回波之间的时间差即可算出障碍物距离。

　　E 电机驱动

　　本设计采用2片LG9110电机驱动芯片驱动两台直流减速电机。LG9110输出最大电流为800mA，仅需要2条控制线与单片机IO口直接相连即可控制一台电机正反转或者停止。LG9110仅有8个引脚，使用非常方便。

　　F 让机器生命更聪明

　　我的这个机器生命设计方案能实现最酷的效果是：白天，阳光明媚，机器生命跑到阳光底下晒太阳，太阳光会随着时间变化，机器生命能自动跑到最合适的位置享受日光浴。到了晚上，机器生命会找个安静的地方闭目养神，等待明天太阳升起。你可以训练机器生命，让它知道自己的名字叫什么。比如你叫着它的名字，同时站在它面前用强光照射它的太阳能电池板，如此反复训练，会使机器生命听到自己名字后向声源方向跑去，在距离声源一定远处停止，因为以往这样做它都能享受强光照射并充电。这就如同真正的宠物狗，你叫它名字它就跑到你跟前希望能获得食物。这一切都是完全能够实现的，关键就在于编程序实现它。

　　G 想象无极限，你的机器宠物将无所不能

　　以上方案中，ATmega16的功能被发挥到极致，以至于没有空闲的IO口，系统不能再扩展了。如果你用ATmega128单片机做，那么它拥有53个IO口，30多个中断，128Kb的程序存储器，4Kb的RAM，使得你能编写更复杂的程序、储存更多的动态数据、连接更多的外设，你的机器生命将变得非常有生命力。比如加入三轴加速度传感器、地磁传感器、GPS定位、雨水传感器甚至摄像头、无线通信模块等，重新设计一个坚固和强劲的底盘，你的机器生命就可以在室外自由探索了。

　　以上芯片外设来源说明：在淘宝上购买很容易

　　底盘：340元的高级履带式1：16电动坦克模型

　　加速度传感器、地磁传感器：美国AD公司的40元ADXL330加速度传感器

　　GPS定位：几十元的车载外置GPS天线

　　最后，我想说，机器人是非常好玩的，只要你有想象力，有毅力，努力研究实践就能创造奇迹。

　　二、工程师分享的单片机学习步骤

　　有了单片机学习板之后你就要多练习，把学习板和电脑连好，打开调试软件坐在电脑前，先学会怎么用调试软件，然后从最简单的流水灯实验做起，等你能让那八个流水灯按照你的意愿随意流动时你已经入门了，你会发现单片机是多么迷人的东西啊，太好玩了，这不是在学习知识，而是在玩，当你编写的程序按你的意愿实现时你比做什么事都开心，你会上瘾的，真的。做电子类的人真的会上瘾。然后让数码管亮起来，这两项会了后，你已经不能自拔了，你已经开始考虑你这辈子要走哪一行了。就是要这样练习，在写程序的时候你肯定会遇到很多问题，而这时你再去翻书找，或是问别人，当得到解答后你会记住一辈子的，知识必须用于现实生活中，解决实际问题，这样才能发挥它的作用。另外我再说说用汇编和C语言编程的问题。很多同学大一二就开设了C语言的课 ，我也上过，我知道那时天天就是几乘几，几加几啊，求个阶乘啊。学完了有什么用？让你用C语言编单片机的程序你是不是就傻了？书上的东西我们必须要会运用。单片机编程用C语言或汇编语言都可以，但是我建议用C语言比较好，如果原来有C语言的基础那学起来会更好，如果没有，也可以边学单片机边学C语言，C 语言也挺简单，只是一门工具而已，我劝你最好学会，将来肯定用得着，要不你以后也得学，你一点汇编都不会根本无所谓，但你一点C语言都不会那你将来会吃苦头。汇编写程序代码效率高，但相对难度较大，而且很罗嗦，尤其是遇到算法方面的问题时，根本是麻烦的不得了，现在单片机的主频在不断的提高，我们完全不需要那么高效率的代码，因为有高频率的时钟，单片机的ROM也在不断的提高，足够装得下你用C语言写的任何代码，C语言的资料又多又好找，将来可移植性非常好，只需要变一个IO口写个温度传感器的程序在哪里都能用，所以我劝大家用C语言。总结上面，只要你有信心，做事能坚持到底，有不成功不放弃的强烈意志，那学个单片机来说就是件非常容 易的事。

　　步骤：

　　1.找本书大概了解一下单片机结构，大概了解就行。不用都看懂的。

　　2.找学习板练习编写程序，学单片机就是练编程序，遇到不会的再问人或查书。

　　3.自己网上找些小电路类的资料练习设计外围电路。焊好后自己调试，熟悉过程。

　　4.自己完全设计具有个人风格的电路，产品，。。。你已经是高手了

　　^_^。 。。。。

　　学习单片机的八大步骤

　　学习使用单片机就是理解单片机硬件结构，以及内部资源的应用，在汇编或C语言中学会各种功能的初始化设置，以及实现各种功能的程序编制。

　　第一步：数字I/O的使用

　　使用按钮输入信号，发光二极管显示输出电平，就可以学习引脚的数字I/O功能，在按下某个按钮后，某发光二极管发亮，这就是数字电路中组合逻辑的功能，虽然很简单，但是可以学习一般的单片机编程思想，例如，必须设置很多寄存器对引脚进行初始化处理，才能使引脚具备有数字输入和输出输出功能。每使用单片机的一个功能，就要对控制该功能的寄存器进行设置，这就是单片机编程的特点，千万不要怕麻烦，所有的单片机都是这样。

　　第二步：定时器的使用

　　学会定时器的使用，就可以用单片机实现时序电路，时序电路的功能是强大的，在工业、家用电气设备的控制中有很多应用，例如，可以用单片机实现一个具有一个按钮的楼道灯开关，该开关在按钮按下一次后，灯亮3分钟后自动灭，当按钮连续按下两次后，灯常亮不灭，当按钮按下时间超过2s，则灯灭。数字集成电路可以实现时序电路，可编程逻辑器件（PLD）可以实现时序电路，可编程控制器（PLC）也可以实现时序电路，但是只有单片机实现起来最简单，成本最低。定时器的使用是非常重要的，逻辑加时间控制是单片机使用的基础。

　　第三步：中断

　　单片机的特点是一段程序反复执行，程序中的每个指令的执行都需要一定的执行时间，如果程序没有执行到某指令，则该指令的动作就不会发生，这样就会耽误很多快速发生的事情，例如，按钮按下时的下降沿。要使单片机在程序正常运行过程中，对快速动作做出反应，就必须使用单片机的中断功能，该功能就是在快速动作发生后，单片机中断正常运行的程序，处理快速发生的动作，处理完成后，在返回执行正常的程序。中断功能使用中的困难是需要精确地知道什么时候不允许中断发生（屏蔽中断）、什么时候允许中断发生（开中断），需要设置哪些寄存器才能使某种中断起作用，中断开始时，程序应该干什么，中断完成后，程序应该干什么等等 。

　　中断学会后，就可以编制更复杂结构的程序，这样的程序可以干着一件事，监视着一件事，一旦监视的事情发生，就中断正在干的事情，处理监视的事情，当然也可以监视多个事情，形象的比喻，中断功能使单片机具有吃着碗里的，看着锅里的功能。 以上三步学会，就相当于降龙十八掌武功，会了三掌了，可以勉强护身。

　　第四步：与PC机进行RS232通信

　　单片机都有USART接口，特别是MSP430系列中很多型号，都具有两个USART接口。USART接口不能直接与PC机的RS232接口连接，它们之间的逻辑电平不同，需要使用一个MAX3232芯片进行电平转换。

　　USART接口的使用是非常重要的，通过该接口，可以使单片机与PC机之间交换信息，虽然RS232通信并不先进，但是对于接口的学习是非常重要的。正确使用USART接口，需要学习通信协议，PC机的RS232接口编程等等知识。试想，单片机实验板上的数据显示在PC机监视器上，而PC机的键盘信号可以在单片机实验板上得到显示，将是多么有意思的事情啊！

　　第五步：学会A/D转换

　　MAP430单片机带有多通道12位A/D转换器，通过这些A/D转换器可以使单片机操作模拟量，显示和检测电压、电流等信号。学习时注意模拟地与数字地、参考电压、采样时间，转换速率，转换误差等概念。使用A/D转换功能的简单的例子是设计一个电压表。

　　第六步：学会PCI、I2C接口和液晶显示器接口

　　这些接口的使用可以使单片机更容易连接外部设备，在扩展单片机功能方面非常重要。

　　第七步：学会比较、捕捉、PWM功能

　　这些功能可以使单片机能够控制电机，检测转速信号，实现电机调速器等控制起功能。

　　如果以上七步都学会，就可以设计一般的应用系统，相当于学会十招降龙十八掌，可以出手攻击了。

　　第八步：学习USB接口、TCP/IP接口、各种工业总线的硬件与软件设计

　　学习USB接口、TCP/IP接口、各种工业总线的硬件与软件设计是非常重要的，因为这是当前产品开发的发展方向。

　　三、电子电路设计之C51单片机常见问题

　　笔者在工作中实际使用过AT89C2051、AT89C51、AT89C52等51单片机，后来应用台湾新茂、华邦等厂家的51单片机。实践中遇到许多问题，都是书本上没有的。我印象中，书本上的知识只有一页插图了，就是cpu的时序图。最初直接用汇编写程序，然后是C51嵌套汇编。编译器曾用伟福系列编译器，后来使用keil等，感觉这些编译器大同小异。需要熟练的C语言基础，加上单片机应用的特殊性。

　　本文就51单片机应用中一些常见问题作个总结，这都是我实际碰到过的，因为文章篇幅所限，这些问题远远不足以表达单片机的常见问题。希望对初学者有所帮助，文中不完善的地方务请指点。谢谢！

　　1：C51编译器如何区分位地址和字节地址

　　是靠预定义实现的，比如：sfr P0 = 0x80; sbit P0_0 = 0x80;前者声明了P0端口地址位于0x80，后者说明了P0端口的bit0，即P0.0位于位地址空间0x80处。这2个0x80具有完全不同的含义，靠关键字sfr和sbit来区别。这样当程序被编译时，编译器会依此编译成相应的汇编语言。例如：

　　C51语句： P0 = 1;

　　P0声明为sfr，因此编译成：mov 80h，01h，将把0x01数据送入0x80单元，由于0x80单元物理上对应P0端口，因此，P0.0脚将输出高电平（其实是呈现高阻态，P0口独有的），其他.1-.7脚输出低电平。

　　C51语句： P0_0 = 1;

　　P0_0声明为sbit，因此编译成：setb 80h，这将把位地址空间的0x80地址的bit的值置1。这个位正是P0口的bit0，执行后，P0.0将输出高阻态。而P0.1-.7不会变化。