五年單片機(jī)學(xué)習(xí)之旅雜感

人的一生是一個(gè)不斷學(xué)習(xí)、不斷成長(zhǎng)的過程。轉(zhuǎn)眼間，研究生的學(xué)習(xí)生涯結(jié)束了，走上新的工作崗位?；仡^看看，發(fā)現(xiàn)自己不知不覺已經(jīng)走過了五年的單片機(jī)學(xué)習(xí)之旅。

在2003年最初接觸單片機(jī)的時(shí)候，在我心中覺得51就是單片機(jī)，單片機(jī)就是51，根本不知道還有其他單片機(jī)的存在。那時(shí)候老師只教會(huì)了我們匯編語言，根本不知道用C語言也可以進(jìn)行單片機(jī)開發(fā)。幸運(yùn)的是，我加入了單片機(jī)興趣小組，在老師的指導(dǎo)下，做了一系列實(shí)驗(yàn)，有“基于DS18B20的溫度采集系統(tǒng)”、“有基于164的移位寄存器的燈光控制系統(tǒng)”、“有步進(jìn)電機(jī)和直流電機(jī)的控制系統(tǒng)”。這時(shí)候我才發(fā)現(xiàn)，這是學(xué)習(xí)單片機(jī)的一個(gè)最好途徑——在實(shí)踐中領(lǐng)悟理論，用理論指導(dǎo)實(shí)踐。在上課的整整一個(gè)學(xué)期中，雖然老師講得很詳細(xì)，但是大部分概念都是到了實(shí)際動(dòng)手做東西的時(shí)候才弄明白的。而且在經(jīng)歷了迷惑之后再搞清楚，印象就特別深刻。直到現(xiàn)在我對(duì)那些概念和接口都非常清晰。其實(shí)我也很慶幸學(xué)習(xí)和使用了兩年多的匯編語言。由于有這些鍛煉，我對(duì)單片機(jī)底層結(jié)構(gòu)和接口時(shí)序就弄得很清楚。在使用C語言開發(fā)的時(shí)候，優(yōu)化代碼和處理中斷也就不會(huì)太費(fèi)勁。我覺得，雖然現(xiàn)在絕大部分單片機(jī)開發(fā)都使用C語言，甚至有些公司還推出了圖形化編程的工具，這樣對(duì)于項(xiàng)目的開展從時(shí)間上快了很多，在管理上也規(guī)范了不少，但是從學(xué)習(xí)和想深入掌握單片機(jī)精髓的角度來說，還是需要熟練掌握匯編語言的使用。

機(jī)會(huì)總是青睞于有準(zhǔn)備的人。也許有了前面一段時(shí)間的理論和實(shí)踐的積累，我才慢慢得到了一些參加科技競(jìng)賽和參與科研項(xiàng)目的機(jī)會(huì)。在參加第一屆浙江省機(jī)械設(shè)計(jì)競(jìng)賽的時(shí)候，我們?cè)O(shè)計(jì)的由多單片機(jī)系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制的“月球車”機(jī)器人奪得了唯一的一個(gè)特等獎(jiǎng)。這個(gè)競(jìng)賽給我最大的收獲是我對(duì)單片機(jī)的認(rèn)識(shí)改變了，它不再僅僅是一門學(xué)科了，它是一個(gè)可以讓你的創(chuàng)意得到充分發(fā)揮的平臺(tái)。后來參與了“基于視頻分劃技術(shù)的鋼卷尺自動(dòng)切零位機(jī)”、“電能表渦杠渦輪嚙合深度檢測(cè)系統(tǒng)”、“基于公共電話網(wǎng)的水表集抄數(shù)據(jù)路由器”、“高精度電感微位移測(cè)量系統(tǒng)”等一些實(shí)際的項(xiàng)目。在這些過程中，我發(fā)現(xiàn)只是精通單片機(jī)技術(shù)還不能很好的解決問題。體會(huì)最深的是，單片機(jī)只有融合到各種應(yīng)用領(lǐng)域中，才能展現(xiàn)它的最大活力。然而單片機(jī)僅僅是一個(gè)工具而已，要做好單片機(jī)系統(tǒng)還需要各種應(yīng)用領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)的支持。例如，在“基于視頻分劃技術(shù)的鋼卷尺自動(dòng)切零位機(jī)”中，就需要搞清楚全電視信號(hào)的時(shí)序，弄明白鋼卷尺切零位機(jī)的工作原理，懂得怎么利用疊加在視頻信號(hào)中的橫豎線來進(jìn)行刻度的瞄準(zhǔn)等。沒有這些專業(yè)知識(shí)，就算單片機(jī)技術(shù)再厲害也不可能做好這個(gè)項(xiàng)目。脫離應(yīng)用背景的單片機(jī)開發(fā)，就像一個(gè)沒有靈魂的軀體一樣。

隨著ARM的出現(xiàn)，我曾經(jīng)認(rèn)為，8位單片機(jī)可能在32位單片機(jī)的沖擊下就此走進(jìn)歷史，可是很快就認(rèn)識(shí)到我是錯(cuò)誤的。隨著技術(shù)的革新和時(shí)間的推移，各大單片機(jī)公司紛紛將單片機(jī)朝著片上系統(tǒng)這個(gè)方向發(fā)展，集成了現(xiàn)在各種流行的技術(shù)和常用的模塊。我相信，在當(dāng)前國(guó)內(nèi)和國(guó)外的這個(gè)市場(chǎng)中， 8位單片機(jī)應(yīng)用的市場(chǎng)仍然是充滿生機(jī)，活力無限。在市場(chǎng)的不斷變化和技術(shù)的不斷更新過程中，8位單片機(jī)也會(huì)順應(yīng)潮流不斷革新。

從我五年走過的路來看，單片機(jī)學(xué)習(xí)的過程應(yīng)該是一個(gè)循序漸進(jìn)、不斷學(xué)習(xí)、不斷積累的過程，可以分為三個(gè)階段。

第一階段：掌握開發(fā)單片機(jī)的必備基礎(chǔ)知識(shí)。首先是熟練掌握單片機(jī)的基本原理，其實(shí)各家各門的單片機(jī)其基本結(jié)構(gòu)和原理都差不多，特別是共有的知識(shí)需要好好理解和掌握。例如，內(nèi)核結(jié)構(gòu)、內(nèi)存分配、中斷處理、定時(shí)計(jì)數(shù)、串行通信、端口復(fù)用等一些最基本的概念和原理。除此之外，我們還需要具備模擬電子、數(shù)字電子、C語言程序開發(fā)知識(shí)以及原理圖和PCB設(shè)計(jì)等一些技能。在進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā)的時(shí)候，進(jìn)行原理設(shè)計(jì)、PCB布板、程序編寫、系統(tǒng)聯(lián)調(diào)這些工作都是在所難免的。

第二階段：在掌握好一款單片機(jī)原理和應(yīng)用的基礎(chǔ)上，開始學(xué)習(xí)其他各家單片機(jī)的獨(dú)有技術(shù)，學(xué)不了那么多也要多了解了解。同時(shí)盡可能多地掌握單片機(jī)的一些外圍器件和常用電路，以備不時(shí)之需。有時(shí)候客戶要求低成本，那我們只好選用合鈦、義隆、華邦等這類臺(tái)灣芯片；如果客戶要求工業(yè)級(jí)的性能，那么我們就得從PIC、NEC、飛思卡爾、NXP等這些歐美和日式單片機(jī)中選擇；若要進(jìn)行功耗的開發(fā)，選用MSP430系列應(yīng)該有一定優(yōu)勢(shì)；在進(jìn)行測(cè)量?jī)x器設(shè)計(jì)的時(shí)候，C8051和AduC842這類數(shù)?；旌闲酒惋@得比較方便。所以說最好每個(gè)類型的單片機(jī)都會(huì)一兩款，在實(shí)際項(xiàng)目選型中可以更加靈活。另外，要注意平時(shí)的技術(shù)積累。比如，在項(xiàng)目開發(fā)過程中將一些常用的接口程序和控制算法整理成模塊或者函數(shù)，在其他的項(xiàng)目開發(fā)中，有同樣或者接近的需求時(shí)馬上就可以使用，又快又好。

第三階段：在實(shí)際的項(xiàng)目開發(fā)過程中，不斷深化單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)，不斷積累應(yīng)用行業(yè)的專業(yè)知識(shí)。例如，我完成了“高精度電感微位移測(cè)量系統(tǒng)”，就會(huì)對(duì)電感傳感器的測(cè)量機(jī)理和信號(hào)特性、測(cè)量電路的設(shè)計(jì)、電磁兼容處理、誤差修正和非線性處理等測(cè)控方面的專業(yè)技術(shù)有很深的認(rèn)識(shí)。以后碰到類似的項(xiàng)目時(shí)，很多東西就可以直接利用了。有了扎實(shí)的單片機(jī)應(yīng)用相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)，并且熟悉掌握了幾款不同類型單片機(jī)的開發(fā)方法，再結(jié)合實(shí)際的應(yīng)用背景，那么就可以隨心所欲，設(shè)計(jì)出性能最優(yōu)、結(jié)構(gòu)最合理的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。這是我最大的奮斗目標(biāo)，我覺得這也應(yīng)該是單片機(jī)應(yīng)用的最高境界吧。

在這五年的學(xué)習(xí)中，有感慨、有遺憾、有憧憬、有希望，更重要的是我對(duì)單片機(jī)應(yīng)用這個(gè)領(lǐng)域充滿熱情。由于才疏學(xué)淺、涉世未深，希望能與行業(yè)里的各位老師多多交流，不斷學(xué)習(xí)，不斷成長(zhǎng)。