单片机

首先看看继电器的驱动，这是典型的继电器驱动电路图，这样的图在网络上随处可以搜到，并且标准教科书上一般也是这样的电路图。

为什么要明白这个图的原理？

在单片机编程的过程中，如果一名设计者能够同时掌握多门编程语言，那么这名设计者肯定是一位非常优秀的人才。但是想要同时精通汇编、C语言、C++这三门语言实在是太难了，很多初学者在其中一门的学习中就已经到处碰壁，苦不堪言。本文特意为大家整理了拥有嵌入式编程领域多年工作经验的工程师意见，汇总成了一篇能够对嵌入式编程经验有着指导意义的注意事项，感兴趣的朋友快来看一看吧。

在单片机嵌入式编程中，最难的两部分是interrupt和MM(memorymanage)，之所以有人觉得并不困难，那是因为太多数情况下芯片制造商都已经直接写好，但是如果设计者本身就在为芯片制造商工作，那就必须自己会写配置文件。

这两个东西之所以比较难是因为要用汇编或类C来写，属于比较低层的东西，中断有外部中断和内部中断，外部中断有两种实现模式，硬件中断模式和软件中断模式，相对来说比较简单，属于应用层面的，相比之下，内部中断就要复杂得多，内部中断主要是发生重起，总线出错、溢出、校验出错等情况产生的，很多软件开发人员基本上不写对应的中断服务程序，因为它太难了而且一般也用不到。但是一旦发生，那就是致命错误，因此从整个系统健壮性来考虑必须要有相应的ISR才行，这也是freescale的专家建议的，因所以下面就谈一下嵌入式编程应该注意的问题。

单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。尽管它的大部分功能集成在一块小芯片上，但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件：CPU、内存、内部和外部总线系统，目前大部分还会具有外存。同时集成诸如通讯接口、定时器，实时时钟等外围设备。而现在最强大的单片机系统甚至可以将声音、图像、网络、复杂的输入输出系统集成在一块芯片上。

单片机也被称为微控制器（Microcontroller），是因为它最早被用在工业控制领域。单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。INTEL的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器，从此以后，单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。

随着单片机的发展，单片机在家用电器、工业自动化、生产过程控制、智能仪器仪表等领域的应用越来越广泛。然而处于同一电力系统中的各种电气设备通过电或磁的联系彼此紧密相连，相互影响，由于运行方式的改变，故障，开关操作等引起的电磁振荡会波及很多电气设备。

随着单片机的发展，单片机在家用电器、工业自动化、生产过程控制、智能仪器仪表等领域的应用越来越广泛。然而处于同一电力系统中的各种电气设备通过电或磁的联系彼此紧密相连，相互影响，由于运行方式的改变，故障，开关操作等引起的电磁振荡会波及很多电气设备。这对我们单片机系统的可靠性与安全性构成了极大的威胁。单片机测控系统必须长期稳定、可靠运行，否则将导致控制误差加大，严重时会使系统失灵，甚至造成巨大损失。因此单片机的抗干扰问题已经成为不容忽视的问题。

1、干扰对单片机应用系统的影响

1.1测量数据误差加大

干扰侵入单片机系统测量单元模拟信号的输入通道，叠加在测量信号上，会使数据采集误差加大。特别是检测一些微弱信号，干扰信号甚至淹没测量信号。

引言

常常看到很多网友在讨论51单片机。有人说，51单片机是入门的基础，应该学习；也有人说，ARM系列32位单片机的各种教程已经普及，51单片机早已过时，自然也就失去了学习的必要性。甚至还有一种极端的声音——是时候向51单片机说再见了……

确实，8位MCU和32位MCU，常常被拿来做比较，尤其是在32位MCU的价格不断降低、8位MCU价格优势不那么明显的今天，越来越多地听到关于8位MCU要被淘汰的言论。难道8位MCU真的要退出历史舞台了么？下面就让我们来听听业界的声音吧！

业界声音

飞思卡尔

一、单片机内部结构分析

我们来思考一个问题，当我们在编程器中把一条指令写进单片机内部，然后取下单片机，单片机就可以执行这条指令，那么这条指令一定保存在单片机的某个地方，并且这个地方在单片机掉电后依然可以保持这条指令不会丢失，这是个什么地方呢？这个地方就是单片机内部的只读存储器即ROM（READ ONLY MEMORY）。为什么称它为只读存储器呢？刚才我们不是明明把两个数字写进去了吗？原来在89C51中的ROM是一种电可擦除的ROM，称为FLASH ROM，刚才我们是用的编程器，在特殊的条件下由外部设备对ROM进行写的操作，在单片机正常工作条件下，只能从那面读，不能把数据写进去，所以我们还是把它称为ROM。

二、几个基本概念

硬件设备由 MCU、MCU 上的 OS、各种传感器、WIFI/蓝牙/3G/4G 以及其他联网通信模块和应用程序构成。其中硬件设备有两种接入方式，第一种就是通过联网通信模块接入网关，通过网关完成数据的发送与接收，最终将数据转发到云平台或者手机端。第二种就是硬件设备直接与手机实现本地连接，进行数据的交换包括配网等操作。因为云端平台数据传输采用JSON协议，因此，硬件堆JSON的解析非常重要。传统的C JSON解析非常庞大，在微处理器中，这无疑是一个巨大的问题。因此，编写了一个非常简单的JSON你判定，解析，与键值校验的三个纯C语言函数。占用空间非常小。具体的代码如下文所示：

硬件设备由 MCU、MCU 上的 OS、各种传感器、WIFI/蓝牙/3G/4G 以及其他联网通信模块和应用程序构成。其中硬件设备有两种接入方式，第一种就是通过联网通信模块接入网关，通过网关完成数据的发送与接收，最终将数据转发到云平台或者手机端。第二种就是硬件设备直接与手机实现本地连接，进行数据的交换包括配网等操作。

说单片机与通用型中央处理单元芯片不同，是因为前者一般很容易配合最小型的外部支持芯片制成工作计算机。这样就可以很容易的把单片机系统植入装置内部来控制装置了。近年来为了在指令和数据上使用不同的字宽，并提高处理器流水线速度，哈佛结构在微控制器(Microcontrollers)和数字信号处理器(DigitalSignalProcessor,DSP)也逐渐得到了广泛的应用。
　　
传统的微处理器是不允许这么做的。它要完成单片机的工作，就必须连接一些其他芯片。比如说，因为芯片上没有数据存储器，就必须要添加一些RAM的存储芯片，虽然所添加存储器的容量很灵活，但是至少还是要添加。另外还需要添加很多连线来传递芯片之间的数据。与以上的情况相比，单片机的工作则相对独立，一个典型的微控制器只需要一个时钟发生器和很少的RAM和ROM(或者EPROM,E2PROM)就可以在软件和晶振下工作了。同时，微控制器具有丰富的输入输出设备，例如模拟数字转换器(Analog-to-DigitalConverter,ADC)，定时器，串口，以及其他串行通讯接口，比如I2C，SPI(串行周边接口)，CAN(控制器局域网)等。通常，这些集成在内部的设备可以通过特殊的指令来操作。

一个单片机应用系统的硬件电路设计包含两部分内容：一是系统扩展，即单片机内部的功能单元，如ROM、RAM、I/O、定时器/计数器、中断系统等不能满足应用系统的要求时，必须在片外进行扩展，选择适当的芯片，设计相应的电路。二是系统的配置，即按照系统功能要求配置外围设备，如键盘、显示器、打印机、A/D、D/A转换器等，要设计合适的接口电路。

系统的扩展和配置应遵循以下原则：

1、尽可能选择典型电路，并符合单片机常规用法。为硬件系统的标准化、模块化打下良好的基础。

2、系统扩展与外围设备的配置水平应充分满足应用系统的功能要求，并留有适当余地，以便进行二次开发。

3、硬件结构应结合应用软件方案一并考虑。硬件结构与软件方案会产生相互影响，考虑原则是：软件能实现的功能尽可能由软件实殃，以简化硬件结构。但必须注意，由软件实现的硬件功能，一般响应时间比硬件实现长，且占用CPU时间。

随着单片机的发展，单片机在家用电器、工业自动化、生产过程控制、智能仪器仪表等领域的应用越来越广泛。然而处于同一电力系统中的各种电气设备通过电或磁的联系彼此紧密相连，相互影响，由于运行方式的改变、故障、开关操作等引起的电磁振荡会波及很多电气设备。

这对我们单片机系统的可靠性与安全性构成了极大的威胁。单片机测控系统必须长期稳定、可靠运行，否则将导致控制误差加大，严重时会使系统失灵，甚至造成巨大损失。因此单片机的抗干扰问题已经成为不容忽视的问题。

一、干扰对单片机应用系统的影响

01 测量数据误差加大

02 控制系统失灵

单片机输出的控制信号通常依赖于某些条件的状态输入信号和对这些信号的逻辑处理结果。若这些输入的状态信号受到干扰，引入虚假状态信息，将导致输出控制误差加大，甚至控制失灵。

03 影响单片机RAM存储器

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