第1章 如何学习单片机

    在错误的道路上日夜兼程，最终也无法成功，方法和思路绝对是第一重要的。一些学技术的同学，往往看到这类章节会直接跳过去，因为大多数类似章节都是废话连篇。但是，今天在这里我可以很负责任的告诉你，本章节讲到的学习单片机的方法，都是我们学习单片机的无数经验和教训总结出来的瑰宝。因为我们披荆斩棘，开辟了道路，所以可以告诉你路在何方；也因为我们摸过烧红的铁块，烫了手，所以也可以告诉你教训和代价是什么。希望各位都能站在我们的肩膀上，看得更远！

1.1 学什么单片机

   

    单片机的型号那么多，如何选取一款合适的进行学习？如果身边有比较现成的学习单片机的条件，有什么条件就学习什么型号。比如，你所在的公司刚好用到某个型号单片机，那么就方便多了。开发板不用购买，直接用公司现成的板子，指导老师到处是，公司的工程师，只要你耐心虚心的不耻上问，相信他们都愿意帮你解答问题。或者你跟着学习的导师，正在使用某个型号的单片机开发产品，那么同样的道理，你也会有得天独厚的优势，直接跟着学就行了。单片机型号虽然众多，看起来纷繁复杂，其实它们的基本原理、基本用法都是相通的，只要熟练掌握其中一种，其它的都可以触类旁通，快速上手了。

    如果你这些条件都没有，那就跟着我学吧，我建议你学习51单片机。为什么呢？虽然现在单片机种类和型号非常多，每个型号都有一定的市场份额，但是哪个型号也没有早期51单片机那般风光和火爆，虽然现在地位不是那么高了，但是因为51单片机积累的资料非常多，大家学起来就会拥有众多的参考资料，所以上手肯定比其他型号的要快一些。如果你学习稍微偏门的单片机，可能一个简单的软件问题就要折腾你好长时间，不仅仅浪费了你的学习时间，更重要的是打击了学习单片机的信心。

    那么是不是每种单片机我们都要学一遍呢？答案当然是否定的。大家跟着我来学习51单片机，必须得跟着学会举一反三和融会贯通的能力。单片机型号那么多，挨个学下来估计头发白了也学不完，所以大家跟着我学51单片机，不能仅仅当做51来学习，更重要的是要当做“单片机”来学，要通过我们的这个教程，把所有的单片机的内部资源都搞清楚弄明白，每个内部模块的用法理解透彻，这样当你遇到一个从没有用过的单片机，也就知道如何下手去使用它进行开发了。

1.2 如何学习单片机

    前边提到过，单片机是一门实用技术，我们学习它已经不是为了应付考试了，我给大家总结了单片机的学习方法是：一个要领，四个步骤。

学习单片机的要领就是：在实践中成长，In Doing We Learn!

学射箭，你得去拉弓，整天只摆造型肯定不行；学游泳，你得下水扑腾，整天在岸上做模仿活动不行；学开车，你得坐车上去开，坐沙发上肯定学不会。同样的道理，学单片机，整天盯着单片机书看肯定不行，你也必须得亲自动手去练。

    没有不下水就学会游泳成为游泳健将的，没有不到车上练就能成为赛车手的，这点大家都清楚，可为什么那么多人学单片机的时候，总是只抱着一本书看呢。第一，我们小学中学甚至大学的学习模式都是如此，学什么东西主要都是靠看书，应付书面考试；第二，很多人想实践却不太清楚该怎么去实践。

    遇到问题查下书比直接看书的效果要好过百倍。不是不让大家看书，而是看了一点以后，要马上去实践验证，然后再回头结合实践的结果，理解书上的内容。从这个地方，大家要得出一个结论来，就是在学实际技术的过程中，和应付考试不同，书上的内容不需要你去硬性记忆，书是用来查的，不是用来背的。

下面就是我总结的跟着我学习单片机的四个步骤。

第一步：鹦鹉学舌。

    刚出生的孩子叫“爸爸”“妈妈”的时候，他甚至不知道“爸爸”“妈妈”是什么意思，更不会理解这些声音是什么意思，但是我们带着孩子见到他爸爸就让他喊“爸爸”，见到妈妈就让他喊“妈妈”，见到爷爷就喊“爷爷”……慢慢的你会发现，次数多了，孩子就知道谁是爸爸，谁是妈妈，谁是爷爷，谁是奶奶了。

    大家刚开始接触单片机的时候，也属于单片机行业的新生儿。单片机的样子，单片机外围的各种器件，单片机内部的各种结构，单片机使用C语言的编程方法，初学者可能都没有见过，脑子里全无概念。没关系，有些概念和方法你不理解也没有关系，甚至不需要你去理解，你只需要跟着我去鹦鹉学舌式的学习，第一遍学习某一节课的内容时，对于程序，大家就可以完全跟着抄下来，甚至抄两三遍，过一段你会发现，好多东西你也认识了，好多概念你也慢慢的理解清楚了，你也能大概看懂别人的小程序了，切忌觉得自己看会了，而简单复制粘贴。

第二步：照葫芦画瓢。

    很多同学学习的时候喜欢看，看我做的视频，看我写的程序，甚至看别人的程序，都能看懂，觉得自己就会了，等到自己写程序的时候，感觉就是老鼠啃天，不知道从哪里下手了，这是初学者很容易犯的“眼高手低”的毛病，所以第二步的内容就非常重要了。

    我的要求是，每一位同学，在学完了当前课的内容，把第一步顺利完成以后，然后关掉视频教程，关掉源代码，自己通过看电路图和查找非源代码的其他任何资料，把当节课我写的程序代码重新默写出来，边写边多少理解那么一点点，不是纯粹的背诵，应该说是背诵加理解的结合体。甚至学过几节课以后，可以回头把前边曾经这样实现过的课程，再按照这种方法做一遍。千万不要认为这一步没必要，这一步是你能否真正学会单片机的一个关键，在学完本教程之前，每一课内容都要这样做，如果每一个程序你都能够完美的完成，那么可以说，当节课的内容，百分之七八十你已经掌握了。

第三步：他山之石，可以攻玉。

    单片机技术的最大特点就是可以通过修改程序来实现不同的功能，因此举一反三的能力就必不可少了。每一节课的例程后边，我一般都会布置几个作业，大家尽量去独立完成这个作业。在完成这个作业的过程中，都可以参考我的程序思路，在这个基础上通过动脑思考去构建你自己的程序框架，最终将程序完成。

    在我们工程师实际产品研发的时候，很多种情况下也是如此。比如一个产品，我们如果从零起步的话，可能会走很多弯路，遭遇很多前人已曾遭遇过的挫折，所以我们通常的做法是寻找购买几款同类产品，然后先研究他们的各自优缺点，学习他们的长处，然后在同类产品基础上再来设计我们自己的产品，这就是“他山之石，可以攻玉”。

    初学者在学习的时候，往往遇到的问题很多，你应该想到，你遇到的问题，可能前辈们早就遇到过了，所以遇到问题后，不要慌张，首先利用谷歌或者百度这些搜索引擎在网上搜一下，要做什么新东西，先去网上找相关资料了解一下，不管是编程还是硬件设计，多多参考别人的东西，只要把别人的东西分析明白了，自己用起来了，也就成为自己的知识了。

第四步：理论实践结合，温故知新。

    当大家把所有的课程都按照前边三步完成后，这个时候不妨再把书打开，再看看书，经过了自己的实战经历，再看书的时候，对很多知识点会有一种恍然大悟的感觉。甚至视频教程、书籍都可以反复看几遍，可能有的知识点当时学习的时候不明白，过了一段时间，回过头来再学习的时候，一下就明白了。

1.3 单片机学习的准备工作

第一：足够的信心、恒心和耐心。

    有同学问过我，单片机这门技术难不难。我觉得这个问题得从两个方面去分析。

    首先，我们从战略上藐视它。那么多同学跟着老师学一段时间就可以做出来小车，超声波测距，甚至做出来机器人，似乎很拽的样子。那他们又不是三头六臂，我们也没有什么做不了的道理。实际上要说技术，其实就是一层窗户纸，表面看不透彻，感觉特别神秘，实际只要你稍微一努力就可以捅破它，夸张点说，单片机在逻辑上的关系，只有小学的水平，简单的很。正所谓会者不难，难者不会，大家不懂这个东西，看起来感觉很神秘。所以大家只要认真踏实坚持学下去，肯定能学好这么技术。

    其次呢，我们从战术上要重视它。你说单片机这东西，如果十天八天就学会了，那么这个技术还能值钱吗？我可以这样去表达，如果一个技术很简单就被学会，那么很多人都会的这个技术，肯定也没什么前途和钱途。那究竟多久能学会呢？我给大家制定的学习方案，根据每个人的基础不同，平均每天要拿出2个小时以上的学习时间，大概一到三个月可以入门。入门的概念是给你一个单片机开发任务，你起码知道要努力的方向和解决问题的大概方法了。技术这东西，关键是坚持做下去，有恒心和耐心，如果长时间不用的话，肯定还会生疏。所以要想成为单片机高手，起码需要一年左右的单片机开发的历练才行。成为单片机高手的概念就是你自己可以从头根据自己的想法，去设计一个电路，根据需要的功能编写代码，做一个产品出来。

第二：教材和教程。

    要学习单片机这门技术，良好的教材和教程必不可少。单片机方面，大家可以直接学习我们这本《手把手教你学单片机——51单片机C语言开发》，我们还精心制作了配套的《手把手教你学单片机》的视频教程。本着开源、共享的理念，我们的视频教程都是免费开放的，大家可以到我们的网站www.kingst.org找到下载链接。另外，因为我们做单片机开发使用的是C语言，所以最好能再有一本纯C语言的教材，学到一些C语言的细节问题的时候，可以方便大家查阅，或者你也可以直接把相关问题通过谷歌和百度搜索一下，绝大部分情况下它们都会给你满意的答案的。

第三：电脑一台、单片机开发板一块。

    电脑，是学习单片机必不可少的工具，因为编写程序，查阅资料都得用到，但是有句题外话说一下，不要把电脑当成游戏机或者影碟机，偶尔玩玩游戏看看电影是可以的，劳逸结合，但是不可沉溺其中，否则还不如没有电脑。

    单片机开发板，这也是必须的。如果你还在上学，学校实验室一般会有开发板，可以考虑跟老师借一个，或者使用师兄师姐们用完的，这样可以省点钱。当然，如果身边有高手，比如辅导老师，会单片机的师兄，在他们的指导下做一个也可以，身边有人指导的话，不懂的问题还可以问他们。如果这些条件都不具备，那么可以购买一个，先学习别人的板子设计思路，给自己以后设计电路板打下基础。在这里就顺便推荐一下我们的KST-51开发板，我不敢说我们的设计是最好的，但是我可以很负责任的说，我们的板子是出自经验丰富的一线工程师之手，其中的设计都是根据实际项目开发的思路进行的，包括整体规划、电路设计、器件布局等等，可以为你今后的项目开发提供一个优质的参考。另外一方面，因为我们的教程是基于我们的开发板做的，所以大家配套来用的话可以节省时间，提高学习效率。

    当然，即使不购买我们的开发板，你想学单片机，也还是要有一块开发板的，不能总是用软件仿真，软件仿真是学不会单片机的。经常有同学过来问我，老师我用软件模拟的好用，做了硬件不好用是什么原因。在这里我提一下，如果你上课用这个软件仿真，糊弄老师应付考试是可以的，但是实际开发和仿真软件却差别很大，如果真心想学好单片机这门技术，那我只能告诉你，拿起烙铁焊电路，动手写程序，远离仿真软件，靠软件仿真永远学不到真正的技术。

1.4 单片机开发软件环境搭建

    单片机开发，首要的两个软件一个是编程软件，一个是下载软件。编程软件我们用Keil  uVision4的51版本，也叫做Keil C51，不做过多介绍，先直接讲如何安装。

1、首先准备Keil uVision4安装源文件，双击安装文件，弹出安装的欢迎界面，如图1-1所示。

图1-1  Keil安装欢迎界面

2、点击“Next”按钮，弹出“License Agreement”对话框，如图1-2所示。这里显示的是安装许可协议，需要在“I agree to all the terms of the preceding License Agreement”打勾。

图1-2  “License Agreement”对话框

3、点击“Next”按钮，弹出“Folder Selection”对话框，如图1-3所示。这里可以设置安装路径，默认安装路径在“C:\Keil”文件夹下。点击“Browse...”按钮，可以修改安装路径，这里建议大家用默认的安装路径，如果你要修改，也必须使用英文路径，不要使用包含有中文字符的路径。

图1-3  “Folder Selection”对话框

4、点击“Next”按钮，弹出“Customer Information”对话框，如图1-4所示。大家输入用户名、公司名称以及E-mail地址即可。

图1-4  用户信息

5、单击“Next”，就会自动安装软件，如图1-5所示

图1-5  安装过程

6、安装完成后，弹出来安装完成对话框，如图1-6所示，并且出现几个选项，大家刚开始把这几个选项的对号全部去掉就可以了，先不用关注有什么作用。

图1-6  安装完成

7、最后，点击“Finish”，Keil编程软件开发环境就这么装好了。

1.5 Keil基本概况介绍

   首先，我们用Keil先打开一个现成的工程，来认识一下Keil软件，如图1-7所示。

图1-7  工程文件

    从图1-7我们可以很轻松的分辨出菜单栏、工具栏、工程管理区、程序代码区和信息输出窗口。这个是Keil4的英文版，网上有一些汉化版本的，但不建议使用。即使你的英语不好，使用英文版本的软件也一点问题没有，刚开始大家先跟着我去使用，一共没几个单词，不需要你去翻译，用几次你就记住怎么用了。因为以后做实际开发的时候，大多数软件都是英文版的，如果现在学习的时候一直用中文软件，将来一旦换了其它的英文软件就会慌了，所以从现在开始，我们就慢慢的来熟悉英文软件，将来再用到其他英文软件的时候，就可以做到触类旁通、驾轻就熟了。

    Keil软件菜单栏和工具栏的具体细化功能，都可以很方便的从网上查到，不需要记忆，随用随查即可。在这里我们只介绍一点，关于Keil软件里边的字体大小和颜色设置。在菜单Edit-->Configuration-->Colors &Fonts里边，可以进行字体类型、颜色、大小的设置，如图1-8所示。

图1-8  字体设置（一）

    因为我们用的是C语言编程，所以我们在Window栏中选择8051:Editor C Files，然后在右侧Element栏目里可以选择要修改的内容，一般我们平时用到的，只是其中几项而已，比如：Text——普通文本、Text Selection——选中的文本、Number——数字、/*Comment*/——多行注释、//Comment——单行注释、Keyword——C语言关键字、String——字符串，Keil本身都是有默认设置的，可以直接使用默认设置，但如果你觉得不合你的口味，那就在这里更改一下，改完后直接点OK看效果就可以了。

图1-9  字体设置（二）

1.6 答读者问

    很多同学经常问我一些问题，有一些很有现实或普遍意义，于是我把有代表性的直接写出来给大家参考，让大家了解这门技术，了解我们这个行业。

1、单片机学完了能做什么？

    单片机的应用非常广泛，电子、电气、自动化、通信等领域都有大量应用，至于能做什么，得看你将来做什么工作。如同电脑一样，电脑可以用来编程、PS图片、看电影、打游戏等等，你用电脑做什么是不一定的。但是掌握好这门技术，起码可以让你学会一种工具，为将来从事电子、电气、通信、自动化等领域的工作做好准备。

2、学单片机的捷径是什么？

    做技术必须得脚踏实地，没有任何捷径可走！如果非要说有的话，那我只能告诉你，拳不离手曲不离口，就是最好的捷径。我学习单片机的时候，每天早上8点半进入老师实验室，晚上9点半离开实验室，曾经创下连续3个月没有休息日的记录，如果你也能这样学的话，那很快就可以学好这门技术了。

3、学习单片机应该学习什么语言，有没有必要再学习汇编

    相比较来说，汇编语言比较接近单片机的底层，使用汇编语言有助于理解单片机内部结构。简单的程序，用汇编语言，程序效率也可能比较高，但是当程序容量达到几千上万行以后（这时也仅能算个不太小的项目，还远没到大项目的级别），汇编语言在组织结构、修改维护等方面就会成为你的噩梦了，此时C语言就有不可替代的优势了。所以实际开发过程中，目前至少90%以上的工程师都在用C语言做单片机开发，只有在很低端的应用中或者是特殊要求的场合，才会用汇编语言开发，所以我建议大家还是用C语言开发比较好一些。

    如果现在正好上学学到了汇编语言，我建议认真学一下，学好了肯定有益无害。但是现在如果说想直接快速学会单片机技术，那我就不建议去看汇编语言了，直接学C语言就可以了，那些单片机底层的结构什么的，也可以在日后的开发过程中慢慢理解。

4、学会单片机后能找什么样的工作

    单片机是一个工具，和电脑有点类似但不完全一样，我们学会电脑，可以用来编程、可以用来画图、可以用来PS照片、可以用来看电影等等。学会单片机，可以用来做通信技术、做自动控制技术等等，但是单片机本身来说仅仅是一个工具，你在用单片机的时候，慢慢接触多了，会有一个应用方向，你不仅仅要会单片机，也得对这个应用方向熟悉，比如我个人从事过扩频通信技术的算法研究，那么我就要对扩频通信熟悉，然后把这个技术用单片机实现出来，也得会用单片机。当然大家也不用担心，找工作的时候公司对这个方向问题要求也不会很高，但多懂点的话，肯定也会提高自己的竞争力。

5、学完了这个工资待遇如何

    对于技术来说，技术水平高低直接决定你的工资薪酬。技术如果学的不好，那工作都找不到，更谈不上工资待遇了，而技术做的好的话，那工资就自然会很高。我们并不清高，我们坦言自己需要足以安身立命的薪资报酬，但是我希望的是，一旦你决定从事技术，就不要把过多的精力关注在能挣多少钱上，而应该放在如何提高自身的技术水平上，只要技术水平高，比很多人都厉害，钱自然就找上门了。有一部印度的励志电影叫做《三傻大闹宝莱坞》，我推荐做技术的都可以看看，里边有一句经典台词非常适合我们技术人员：

追求卓越，

成功就会在不经意间追上你！