单片机

作为一名电子技术从业人员，你学过单片机吗？你会运用单片机吗？我想你一定学过，但不一定会运用。因为学习单片机比学习其他学科需要付出更多的努力和代价，不仅要学习理论知识还要练习实际操作，而且主要是在实际操作中才能真正学到单片机技术。

因主修专业的不同以及电子基础的深浅不同，对于不同的人可能采用不同的学习方法，根据笔者的亲身学习经验，提出笔者的学习方法和步骤。

<strong>Part 1、基础理论知识学习</strong>

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。在你学习单片机之前，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，你的单片机学习之路不仅会很艰难和漫长，还可能半途而废。笔者始终认为，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。

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。

说到电子产品，电容算是一种常用的器件了，无论电源电路、音频电路、射频电路都统统离不开它，今天就来一起分享下电容的基础知识。

<strong>电容的含义</strong>

电容(Capacitance)亦称作“电容量”，是指在给定电位差下的电荷的储藏量，记为C，国际单位是法拉(F)。一般来说，电荷在电场中会受力而移动，当导体之间有了介质，则阻碍了电荷移动而使得电荷累积在导体上，造成电荷的累积储存，储存的电荷量则称为电容。

<center>电容的公式为：C=εS/4πkd 。</center>

其中，ε是一个常数，S为电容极板的正对面积，d为电容极板的距离，k则是静电力常量。常见的平行板电容器，电容为C=εS/d(ε为极板间介质的介电常数，S为极板面积，d为极板间的距离)。

在电容元件两端电压u的参考方向给定时，若以q表示参考正电位极板上的电荷量，则电容元件的电荷量与电压之间满足 q=Cu。电流等于单位时间内通过某一横截面的电荷量，所以得到I=dq/dt，因此电流与电容的关系是 I=dq/dt =C(du/dt) 。

小计算机、大计算机中少不了数据存储系统，单片机一样有，而且往往和CPU集成在一起，更加显得小巧灵活。

<center><img src="http://mouser.eetrend.com/files/2020-05/wen_zhang_/100049465-98096-chul…; alt=“” width="600"></center>

直到90年代初，国内容易得到的单片机就是8031：不带存储器的芯片，要想工作，还必须外加RAM和ROM，单片机成了3片机......

现在不同了，大的小的，又是51，又是AVR又是STC，还有430，PIC等，都各说各的好，可是谁也不敢说“我不要存储器”。

<strong>单片机的数据存储手段</strong>

单片机就是个小计算机，大计算机少不了的数据存储系统，单片机一样有，而且往往和CPU集成在一起，更加显得小巧灵活。

直到90年代初，国内容易得到的单片机就是8031：不带存储器的芯片，要想工作，还必须外加RAM和ROM，单片机成了3片机......

现在不同了，大的小的又是51，又是AVR又是STC，还有什么430，PIC等等，都各说各的好，可是谁也不敢说“我不要存储器”。

<strong>单片机的数据存储手段</strong>

<strong><font color="#004a85">01、程序存储器ROM</font> </strong>

程序存储器里面存放的是单片机的灵魂：工作程序。

小的可能只有1KB，最多只能装1024条8位数据，因为实际指令还有许多2字节，3字节指令，所以它还装不下1024条指令。大的也有128KB的。这些8位数据，要么在工厂里做模子光刻进去，要么一次性的烧写进去。

业余或开发，最多也就是用编程器这么一个特殊工具，把调试成功的机器码装载进去，或者像AVR单片机那样自己花几块钱做一条下载线，把电脑里这些东西灌进去（或许是AVR最吸引人之处）。

<strong><font color="#004a85">作者：Rupali Honrao，Microchip Technology Inc.</font> </strong>

串行接口存储器广泛应用于消费类、汽车、电信、医疗、工业和 PC 相关市场。串行存储器主要用于存储个人偏好数据和配置/设置数据，是当今使用的最为灵活的非易失性存储器（NVM）类型。与其他 NVM 解决方案相比，串行存储器件兼具引脚数更少、封装更小、电压和功耗更低等优势。大多数AVR®单片机均提供 SPI 接口，用于与串行存储器件（如EEPROM 25AA256/25LC256）和 DataFlash 器件（如 SST25VF010A、SST25VF020、SST25VF040B 和 SST25VF080B）连接。

为了简化和加速 SPI 串行存储器与 AVR 器件的集成，我们开发了基本驱动程序以提供高效访问。今天推荐的应用笔记将介绍这些驱动程序的功能和架构。此外，还将在 Atmel | START 中提供驱动程序源代码......

单片机程序死机，跑飞了可以从以下几个方面查找原因：

<strong>1. 意外中断。</strong>是否打开了某个中断，但是没有响应和清除中端标志，导致程序一直进入中断，造成死机假象;

<strong>2. 中断变量处理不妥。</strong>若定义某些会在中断中修改的全局变量，这时要注意两个问题：首先为了防止编译器优化中断变量，要在这些变量定义时前加volatile，其次在主循环中读取中断变量前应该首先关闭全局中断，防止读到一半被中断给修改了，读完之后再打开全局中断;否则出现造成数据乱套。

<strong>3. 地址溢出，常见错误为指针操作错误。</strong>我要着重说的是数组下标使用循环函数中循环变量，如果循环变量没控制好则会出现数组下标越界，意外修改系统的寄存器造成死机，这种情况下如果死机说明运气好，否则后面不知道发生什么头疼的事。

<strong>4. 无条件的死循环。</strong>比如使用while(x);等待电平变化，正常情况下x都会变成0，就怕万一，因此最好加上时间限制;