電子發(fā)燒友App
3 使用方法
學(xué)AVR單片機(jī)的好書是《AVR單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用實(shí)踐》，封面見(jiàn)下圖。
AVR一般采用CVAVR編程軟件編程，也可用GUN GCC AVR、AVR Studio軟件編程。可采用匯編或C語(yǔ)言編程。燒程序前先輸出HEX文件，然后用SLISP（雙龍ISP）軟件加載，再通過(guò)ISP編程線或者25針并口連接線燒入AVR單片機(jī)，支持在線編程。
由于AVR單片機(jī)最小系統(tǒng)很簡(jiǎn)單，就是電源+晶振（可不用）+LED+ISP接口（通電就運(yùn)行，斷電就停止，不用復(fù)位電路），因此任何初學(xué)者都可以用面包板搭出AVR最小系統(tǒng)，并且編程實(shí)踐。
4 實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)
使用AVR單片機(jī)時(shí)注意要正確設(shè)置熔絲位，SLISP軟件就可設(shè)置，熔絲位可決定單片機(jī)是采用外部晶振還是采用內(nèi)部時(shí)鐘振蕩器，如果熔絲位設(shè)置為采用外部晶振，而電路中沒(méi)有接入晶振，則AVR程序不能運(yùn)行。很多初學(xué)者忽視了這一點(diǎn)，他們的AVR系統(tǒng)不能運(yùn)行卻找不到原因。再有就是AVR的IO口在使用前需先編程設(shè)置其狀態(tài)，否則你將發(fā)現(xiàn)程序在運(yùn)行，但I(xiàn)O口沒(méi)信號(hào)。
4 應(yīng)用舉例
五 高級(jí)機(jī)器人控制器 ARM
1 簡(jiǎn)介
? ?? ?? ?ARM是一個(gè)公司名，他們基于同一內(nèi)核設(shè)計(jì)了很多高性能處理器，這些處理器都叫ARM。該技術(shù)被很多公司購(gòu)買后生產(chǎn)出了集成很多功能電路的ARM芯片，使得ARM成為高性能單片機(jī)。ARM一般為32位單片機(jī)，適于處理大量復(fù)雜數(shù)據(jù)，很多ARM裝上了UCOS2、Windows CE、Linux操作系統(tǒng)，能夠同時(shí)運(yùn)行多個(gè)程序。ARM廣泛應(yīng)用于手機(jī)、MP3、GPS導(dǎo)航儀、吸塵機(jī)器人等產(chǎn)品上。
六 音頻視頻處理首選 DSP
1 簡(jiǎn)介
DSP數(shù)字信號(hào)處理(Digital Signal Processing，簡(jiǎn)稱DSP)，它是一種獨(dú)特的微處理器，是以數(shù)字信號(hào)來(lái)處理大量信息的器件。其工作原理是接收模擬信號(hào)，轉(zhuǎn)換為0或1的數(shù)字信號(hào)，再對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行修改、刪除、強(qiáng)化，并在其他系統(tǒng)芯片中把數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)解譯回模擬數(shù)據(jù)或?qū)嶋H環(huán)境格式。它不僅具有可編程性，而且其實(shí)時(shí)運(yùn)行速度可達(dá)每秒數(shù)以千萬(wàn)條復(fù)雜指令程序，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)通用微處理器，是數(shù)字化電子世界中日益重要的電腦芯片。它的強(qiáng)大數(shù)據(jù)處理能力和高運(yùn)行速度，是最值得稱道的兩大特色。
在高速小車巡線、語(yǔ)音識(shí)別等領(lǐng)域DSP被廣泛應(yīng)用。但如果僅用DSP檢測(cè)幾個(gè)碰撞開(kāi)關(guān)、控制幾個(gè)電機(jī)顯得大材小用。
七 新興控制器 FPGA
1簡(jiǎn)介
FPGA（Field－Programmable Gate Array），即現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列，它是在PAL、GAL、CPLD等可編程器件的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展的產(chǎn)物。它是作為專用集成電路（ASIC）領(lǐng)域中的一種半定制電路而出現(xiàn)的，系統(tǒng)設(shè)計(jì)師可以根據(jù)需要通過(guò)可編輯的連接把FPGA內(nèi)部的邏輯塊連接起來(lái)，就好像一個(gè)電路試驗(yàn)板被放在了一個(gè)芯片里。簡(jiǎn)單說(shuō)，如果使用者想開(kāi)發(fā)一個(gè)用簡(jiǎn)單數(shù)字邏輯電路就能控制的小車，又嫌搭電路麻煩，他就可用軟件給一個(gè)FPGA編程讓它實(shí)現(xiàn)數(shù)字電路功能去控制小車。即FPGA可被用來(lái)模擬各種電路。有的FPGA甚至能模擬51單片機(jī)的運(yùn)行。因FPGA通過(guò)編程即可修改它模擬的電路結(jié)構(gòu)，因此在系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、調(diào)試中很方便，很多愛(ài)好者嘗試用FPGA做機(jī)器人控制器。
八 更多可供選擇的單片機(jī)
? ?? ? 我們選擇學(xué)一款單片機(jī)前首先要考慮自己面對(duì)的實(shí)際任務(wù)需要什么性能的單片機(jī)，然后在眾多性能滿足要求的單片機(jī)中作出選擇。此時(shí)我們還要考慮不同單片機(jī)的“應(yīng)用廣泛程度”，比方說(shuō)：當(dāng)我們要做一個(gè)電子大賽智能小車，有AVR單片機(jī)和PIC單片機(jī)可滿足任務(wù)需要，如何在兩者中作出選擇需要考慮哪種單片機(jī)學(xué)起來(lái)比較容易、學(xué)習(xí)資料容易獲取、可供參考的程序和案例更加豐富、哪種單片機(jī)更容易獲得編程軟件和下載器等。筆者感覺(jué)要想做智能小車，AVR單片機(jī)的資料比較豐富。
? ?? ? 世界上有種類繁多的單片機(jī)，它們當(dāng)中絕大多數(shù)都可用來(lái)控制機(jī)器人，但存在一個(gè)是否合適的問(wèn)題。比如PLC是可編程控制器，當(dāng)然可以用來(lái)控制愛(ài)好者手中的機(jī)器人，但PLC多用于工業(yè)控制領(lǐng)域，設(shè)備龐大價(jià)格昂貴，同時(shí)不易獲得用PLC控制小型機(jī)器人的資料。愛(ài)好者選擇學(xué)一種單片機(jī)前，首先得明確自己要用單片機(jī)干什么，然后再選最合適的單片機(jī)學(xué)習(xí)。學(xué)單片機(jī)重在學(xué)精一兩種單片機(jī)，如果有人泛泛地學(xué)ARM、PLC、PIC、凌陽(yáng)、DSP、FPGA等所有有名的單片機(jī)，那么他將無(wú)法擁有真正的深度開(kāi)發(fā)能力。所謂深度開(kāi)發(fā)，以AVR單片機(jī)為例，初學(xué)者可以用它實(shí)現(xiàn)小燈交替閃爍，中級(jí)技術(shù)人員可以用它控制參加比賽的機(jī)器人，而真正的高級(jí)開(kāi)發(fā)人員可以用AVR實(shí)現(xiàn)機(jī)器視覺(jué)、無(wú)人機(jī)自動(dòng)駕駛、坦克火控系統(tǒng)……
? ?? ? AVR單片機(jī)過(guò)時(shí)了嗎？
? ?? ? 有初學(xué)者甚至中級(jí)開(kāi)發(fā)人員認(rèn)為因ARM性能一般比AVR性能高，因此ARM將代替AVR，AVR將退出歷史舞臺(tái)，或者MSP430將代替51系列單片機(jī)，或者FPGA將取代所有單片機(jī)等。這種看法不對(duì)，因?yàn)椴煌瑔纹瑱C(jī)都有各自的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，沒(méi)有哪種單片機(jī)是完美的，在不同場(chǎng)合用最合適的單片機(jī)，發(fā)揮它們各自的特長(zhǎng)，而不存在ARM一統(tǒng)天下，取代所有其他型號(hào)單片機(jī)的可能性。試想，原本十幾元的電子表因?yàn)椴捎肁RM控制買到幾百元，誰(shuí)能受得了？因此不要覺(jué)得AVR已經(jīng)過(guò)時(shí)，學(xué)完51就直接學(xué)ARM，或者覺(jué)得學(xué)51沒(méi)用，直接學(xué)ARM，否則你將碰壁。
? ?? ?? ? MSP430系列單片機(jī)：比較適于機(jī)器人開(kāi)發(fā)，是美國(guó)德州儀器推向市場(chǎng)的一種16位、具有精簡(jiǎn)指令集的、超低功耗的混合信號(hào)處理器。具有Flash存儲(chǔ)器，中斷源較多，并且可以任意嵌套，使用時(shí)靈活方便。MSP430系列單片機(jī)的電源電壓采用的是 1.8~3.6V 電壓。因而可使其在1MHz的時(shí)鐘條件下運(yùn)行時(shí)，芯片的電流會(huì)在200~400uA左右，時(shí)鐘關(guān)斷模式的最低功耗只有0.1uA。MSP430系列單片機(jī)的各成員都集成了較豐富的片內(nèi)外設(shè)。它們分別是看門狗、模擬比較器、定時(shí)器、串口0、1、硬件乘法器、液晶驅(qū)動(dòng)器、10位/12位ADC、16位Sigma-Delta AD、直接尋址模塊（DMA）、IO端口、基本定時(shí)器（Basic Timer）等的一些外圍模塊的不同組合。MSP430 系列單片機(jī)引進(jìn)了JTAG技術(shù)，不僅使開(kāi)發(fā)工具變得簡(jiǎn)便，而且價(jià)格也相對(duì)低廉，并且還可以實(shí)現(xiàn)在線編程。
? ?? ?? ? PIC單片機(jī)：可用于機(jī)器人開(kāi)發(fā)，是8位單片機(jī)，產(chǎn)品種類豐富，采用精簡(jiǎn)指令集，有不錯(cuò)的開(kāi)發(fā)環(huán)境，引腳驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，可直接連接繼電器控制強(qiáng)電。自帶看門狗，有睡眠和低功耗模式。很多性能不如AVR和MSP430系列單片機(jī)，但因其有特殊優(yōu)點(diǎn)，也被廣泛應(yīng)用。
? ?? ?? ? 凌陽(yáng)單片機(jī)：比較適于機(jī)器人開(kāi)發(fā)，以16位計(jì)算機(jī)為核心，集成不同規(guī)模的RAM、ROM和其他豐富的功能電路，使用者可以根據(jù)自己需要選擇集成了特定功能電路的凌陽(yáng)單片機(jī)。凌陽(yáng)單片機(jī)指令系統(tǒng)提供出具有較高運(yùn)算速度的16位，16位的乘法運(yùn)算指令和內(nèi)積運(yùn)算指令，為其應(yīng)用添加了DSP功能，因此凌陽(yáng)適合進(jìn)行語(yǔ)音識(shí)別。在我國(guó)凌陽(yáng)單片機(jī)在學(xué)校比較常見(jiàn)，應(yīng)用實(shí)例較多，可作為機(jī)器人愛(ài)好者選用的單片機(jī)。
學(xué)AVR單片機(jī)的好書是《AVR單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用實(shí)踐》，封面見(jiàn)下圖。
AVR一般采用CVAVR編程軟件編程，也可用GUN GCC AVR、AVR Studio軟件編程。可采用匯編或C語(yǔ)言編程。燒程序前先輸出HEX文件，然后用SLISP（雙龍ISP）軟件加載，再通過(guò)ISP編程線或者25針并口連接線燒入AVR單片機(jī)，支持在線編程。
由于AVR單片機(jī)最小系統(tǒng)很簡(jiǎn)單，就是電源+晶振（可不用）+LED+ISP接口（通電就運(yùn)行，斷電就停止，不用復(fù)位電路），因此任何初學(xué)者都可以用面包板搭出AVR最小系統(tǒng)，并且編程實(shí)踐。
4 實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)
使用AVR單片機(jī)時(shí)注意要正確設(shè)置熔絲位，SLISP軟件就可設(shè)置，熔絲位可決定單片機(jī)是采用外部晶振還是采用內(nèi)部時(shí)鐘振蕩器，如果熔絲位設(shè)置為采用外部晶振，而電路中沒(méi)有接入晶振，則AVR程序不能運(yùn)行。很多初學(xué)者忽視了這一點(diǎn)，他們的AVR系統(tǒng)不能運(yùn)行卻找不到原因。再有就是AVR的IO口在使用前需先編程設(shè)置其狀態(tài)，否則你將發(fā)現(xiàn)程序在運(yùn)行，但I(xiàn)O口沒(méi)信號(hào)。
4 應(yīng)用舉例
五 高級(jí)機(jī)器人控制器 ARM
1 簡(jiǎn)介
? ?? ?? ?ARM是一個(gè)公司名，他們基于同一內(nèi)核設(shè)計(jì)了很多高性能處理器，這些處理器都叫ARM。該技術(shù)被很多公司購(gòu)買后生產(chǎn)出了集成很多功能電路的ARM芯片，使得ARM成為高性能單片機(jī)。ARM一般為32位單片機(jī)，適于處理大量復(fù)雜數(shù)據(jù)，很多ARM裝上了UCOS2、Windows CE、Linux操作系統(tǒng)，能夠同時(shí)運(yùn)行多個(gè)程序。ARM廣泛應(yīng)用于手機(jī)、MP3、GPS導(dǎo)航儀、吸塵機(jī)器人等產(chǎn)品上。
六 音頻視頻處理首選 DSP
1 簡(jiǎn)介
DSP數(shù)字信號(hào)處理(Digital Signal Processing，簡(jiǎn)稱DSP)，它是一種獨(dú)特的微處理器，是以數(shù)字信號(hào)來(lái)處理大量信息的器件。其工作原理是接收模擬信號(hào)，轉(zhuǎn)換為0或1的數(shù)字信號(hào)，再對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行修改、刪除、強(qiáng)化，并在其他系統(tǒng)芯片中把數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)解譯回模擬數(shù)據(jù)或?qū)嶋H環(huán)境格式。它不僅具有可編程性，而且其實(shí)時(shí)運(yùn)行速度可達(dá)每秒數(shù)以千萬(wàn)條復(fù)雜指令程序，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)通用微處理器，是數(shù)字化電子世界中日益重要的電腦芯片。它的強(qiáng)大數(shù)據(jù)處理能力和高運(yùn)行速度，是最值得稱道的兩大特色。
在高速小車巡線、語(yǔ)音識(shí)別等領(lǐng)域DSP被廣泛應(yīng)用。但如果僅用DSP檢測(cè)幾個(gè)碰撞開(kāi)關(guān)、控制幾個(gè)電機(jī)顯得大材小用。
七 新興控制器 FPGA
1簡(jiǎn)介
FPGA（Field－Programmable Gate Array），即現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列，它是在PAL、GAL、CPLD等可編程器件的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展的產(chǎn)物。它是作為專用集成電路（ASIC）領(lǐng)域中的一種半定制電路而出現(xiàn)的，系統(tǒng)設(shè)計(jì)師可以根據(jù)需要通過(guò)可編輯的連接把FPGA內(nèi)部的邏輯塊連接起來(lái)，就好像一個(gè)電路試驗(yàn)板被放在了一個(gè)芯片里。簡(jiǎn)單說(shuō)，如果使用者想開(kāi)發(fā)一個(gè)用簡(jiǎn)單數(shù)字邏輯電路就能控制的小車，又嫌搭電路麻煩，他就可用軟件給一個(gè)FPGA編程讓它實(shí)現(xiàn)數(shù)字電路功能去控制小車。即FPGA可被用來(lái)模擬各種電路。有的FPGA甚至能模擬51單片機(jī)的運(yùn)行。因FPGA通過(guò)編程即可修改它模擬的電路結(jié)構(gòu)，因此在系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、調(diào)試中很方便，很多愛(ài)好者嘗試用FPGA做機(jī)器人控制器。
八 更多可供選擇的單片機(jī)
? ?? ? 我們選擇學(xué)一款單片機(jī)前首先要考慮自己面對(duì)的實(shí)際任務(wù)需要什么性能的單片機(jī)，然后在眾多性能滿足要求的單片機(jī)中作出選擇。此時(shí)我們還要考慮不同單片機(jī)的“應(yīng)用廣泛程度”，比方說(shuō)：當(dāng)我們要做一個(gè)電子大賽智能小車，有AVR單片機(jī)和PIC單片機(jī)可滿足任務(wù)需要，如何在兩者中作出選擇需要考慮哪種單片機(jī)學(xué)起來(lái)比較容易、學(xué)習(xí)資料容易獲取、可供參考的程序和案例更加豐富、哪種單片機(jī)更容易獲得編程軟件和下載器等。筆者感覺(jué)要想做智能小車，AVR單片機(jī)的資料比較豐富。
? ?? ? 世界上有種類繁多的單片機(jī)，它們當(dāng)中絕大多數(shù)都可用來(lái)控制機(jī)器人，但存在一個(gè)是否合適的問(wèn)題。比如PLC是可編程控制器，當(dāng)然可以用來(lái)控制愛(ài)好者手中的機(jī)器人，但PLC多用于工業(yè)控制領(lǐng)域，設(shè)備龐大價(jià)格昂貴，同時(shí)不易獲得用PLC控制小型機(jī)器人的資料。愛(ài)好者選擇學(xué)一種單片機(jī)前，首先得明確自己要用單片機(jī)干什么，然后再選最合適的單片機(jī)學(xué)習(xí)。學(xué)單片機(jī)重在學(xué)精一兩種單片機(jī)，如果有人泛泛地學(xué)ARM、PLC、PIC、凌陽(yáng)、DSP、FPGA等所有有名的單片機(jī)，那么他將無(wú)法擁有真正的深度開(kāi)發(fā)能力。所謂深度開(kāi)發(fā)，以AVR單片機(jī)為例，初學(xué)者可以用它實(shí)現(xiàn)小燈交替閃爍，中級(jí)技術(shù)人員可以用它控制參加比賽的機(jī)器人，而真正的高級(jí)開(kāi)發(fā)人員可以用AVR實(shí)現(xiàn)機(jī)器視覺(jué)、無(wú)人機(jī)自動(dòng)駕駛、坦克火控系統(tǒng)……
? ?? ? AVR單片機(jī)過(guò)時(shí)了嗎？
? ?? ? 有初學(xué)者甚至中級(jí)開(kāi)發(fā)人員認(rèn)為因ARM性能一般比AVR性能高，因此ARM將代替AVR，AVR將退出歷史舞臺(tái)，或者MSP430將代替51系列單片機(jī)，或者FPGA將取代所有單片機(jī)等。這種看法不對(duì)，因?yàn)椴煌瑔纹瑱C(jī)都有各自的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，沒(méi)有哪種單片機(jī)是完美的，在不同場(chǎng)合用最合適的單片機(jī)，發(fā)揮它們各自的特長(zhǎng)，而不存在ARM一統(tǒng)天下，取代所有其他型號(hào)單片機(jī)的可能性。試想，原本十幾元的電子表因?yàn)椴捎肁RM控制買到幾百元，誰(shuí)能受得了？因此不要覺(jué)得AVR已經(jīng)過(guò)時(shí)，學(xué)完51就直接學(xué)ARM，或者覺(jué)得學(xué)51沒(méi)用，直接學(xué)ARM，否則你將碰壁。
? ?? ?? ? MSP430系列單片機(jī)：比較適于機(jī)器人開(kāi)發(fā)，是美國(guó)德州儀器推向市場(chǎng)的一種16位、具有精簡(jiǎn)指令集的、超低功耗的混合信號(hào)處理器。具有Flash存儲(chǔ)器，中斷源較多，并且可以任意嵌套，使用時(shí)靈活方便。MSP430系列單片機(jī)的電源電壓采用的是 1.8~3.6V 電壓。因而可使其在1MHz的時(shí)鐘條件下運(yùn)行時(shí)，芯片的電流會(huì)在200~400uA左右，時(shí)鐘關(guān)斷模式的最低功耗只有0.1uA。MSP430系列單片機(jī)的各成員都集成了較豐富的片內(nèi)外設(shè)。它們分別是看門狗、模擬比較器、定時(shí)器、串口0、1、硬件乘法器、液晶驅(qū)動(dòng)器、10位/12位ADC、16位Sigma-Delta AD、直接尋址模塊（DMA）、IO端口、基本定時(shí)器（Basic Timer）等的一些外圍模塊的不同組合。MSP430 系列單片機(jī)引進(jìn)了JTAG技術(shù)，不僅使開(kāi)發(fā)工具變得簡(jiǎn)便，而且價(jià)格也相對(duì)低廉，并且還可以實(shí)現(xiàn)在線編程。
? ?? ?? ? PIC單片機(jī)：可用于機(jī)器人開(kāi)發(fā)，是8位單片機(jī)，產(chǎn)品種類豐富，采用精簡(jiǎn)指令集，有不錯(cuò)的開(kāi)發(fā)環(huán)境，引腳驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，可直接連接繼電器控制強(qiáng)電。自帶看門狗，有睡眠和低功耗模式。很多性能不如AVR和MSP430系列單片機(jī)，但因其有特殊優(yōu)點(diǎn)，也被廣泛應(yīng)用。
? ?? ?? ? 凌陽(yáng)單片機(jī)：比較適于機(jī)器人開(kāi)發(fā)，以16位計(jì)算機(jī)為核心，集成不同規(guī)模的RAM、ROM和其他豐富的功能電路，使用者可以根據(jù)自己需要選擇集成了特定功能電路的凌陽(yáng)單片機(jī)。凌陽(yáng)單片機(jī)指令系統(tǒng)提供出具有較高運(yùn)算速度的16位，16位的乘法運(yùn)算指令和內(nèi)積運(yùn)算指令，為其應(yīng)用添加了DSP功能，因此凌陽(yáng)適合進(jìn)行語(yǔ)音識(shí)別。在我國(guó)凌陽(yáng)單片機(jī)在學(xué)校比較常見(jiàn)，應(yīng)用實(shí)例較多，可作為機(jī)器人愛(ài)好者選用的單片機(jī)。
?
工商網(wǎng)監(jiān)
評(píng)論