单片机

电子技术的飞速发展，单片机也步入一个新的时代，越来越多的功能各异的单片机为我们的设计提供了许多新的方法与思路。对于一些场合，比如：复杂的后台运算及通信与高实时性前台控制系统、软件资源消耗大的系统、功能强大的低消耗系统、加密系统等等。如果合理使用多种不同类型的单片机组合设计，可以得到极高灵活性与性能价格比，因此，多种异型单片机系统设计渐渐成为一种新的思路，但单片机之间的通信一直是困扰这种方法拓展的主要问题。本文将分析比较几种单片机之间的方式、难点，并提出一种解决方案。

1 几种常用单片机之间的通信方式

①采用硬件UART进行异步串行通信。这是一种占用口线少，有效、可靠的通信方式；但遗憾的是许多小型单片机没有硬件 UART，有些也只有1个UART，如果系统还要与上位机通信的话，硬件资源是不够的。这种方法一般用于单片机有硬件UART且不需与外界进行串行通信或采用双UART单片机的场合。

如何学习单片机的问题，我设计的这四个步骤，并不是拍拍脑袋想出来的，而是根据很多的学习经验以及教学经验总结出来的一套非常科学的学习方法，下面我就简单谈谈为什么要按照四步走学习。

单片机难不难学?编程难不难?

2017年参加单片机编程大赛的编程组最小年龄14岁，初级组装组最小年龄8岁。诸位单片机学习者，自问一下自己几岁了，不管从学习能力还是理解能力，我想同学们都是超过这些参赛的孩子了吧。可是为什么他们能学会，我们反而学起来困难呢?

问题就是在于你的优势，就是你的劣势。

一、鹦鹉学舌

一个10岁的孩子，刚开始学习语文，数学的时候，通常就是学习背诵，学习乘法口诀，反反复复不断的练习。我上小学的时候，三年级这一年开始学习复杂的汉字，学习数学四则混合运算，一个学习不知道要反复背诵多少遍诗词，不知道练习多少道数学题。尤其是学数学的时候，考试都会有一张演算纸，允许数学进行验算，最终在考卷上写答案。

(1) 存储器扩展：

容量需求，在选择时就考虑到单片机的内部存储器资源，如能满足要求就不需要进行扩展，在必须扩展时注意存储器的类型、容量和接口，一般尽量留有余地，并且尽可能减少芯片的数量。

选择合适的方法、ROM和RAM的形式，RAM是否要进行掉电保护等。

(2) I/O接口的扩展：

单片机应用系统在扩展I/O接口时应从体积、价格、负载能力、功能等几个方面考虑。应根据外部需要扩展电路的数量和所选单片机的内部资源(空闲地址线的数量)选择合适的地址译码方法。

(3) 输入通道的设计：

输入通道设计包括开关量和模拟输入通道的设计。开关量要考虑接口形式、电压等级、隔离方式、扩展接口等。

模拟量通道的设计要与信号检测环节(传感器、信号处理电路等)结合起来，应根据系统对速度、精度和价格等要求来选择，同时还需要和传感器等设备的性能相匹配，要考虑传感器类型、传输信号的形式(电流还是电压)、线性化、补偿、光电隔离、信号处理方式等.

上期我们已经学习了将程序放在地址空间中，并在向量表中显示保存位置的内容。本期将介绍在执行程序及产生中断时CPU内会发生什么变化。

引导程序的运行―程序计数器

一般来说，程序就是计算机将所要进行的处理按顺序排列的指令集。在单片机中，将程序保存在地址空间（存储器 空间）中（上期曾介绍过），并由CPU来执行(处理)指令。假设地址空间中的一个地址保存一条指令，先执行某个地址中的指令（如“将值置位到CPU中”处理），接着执行下一个地址中的指令，接下来再执行下一个地址中的指令……，像这样通过连续执行指令，便可执行程序。

那么，CPU是如何判断执行指令的顺序呢？在单片机中，程序被执行的时候“程序计数器（PC）”的值也同时被更新。存放在CPU内的指令地址中，程序计数器存储有下一条CPU将要执行的指令所在的地址。执行了某个地址的指令后，下一个该执行哪个地址中的指令呢？这个答案由程序计数器来告诉你。

一般来说，程序被保存在连续的地址中， 再由CPU按顺序执行存放在各个地址中的指令。图１为程序计数器的示意图。图中，假定（1）执行地址1000h中的指令，（2）执行地址1000h中的指令后，程序计数器的値自动增加一个量并显示出下一个地址1001h，接下来，（3）CPU执行地址1001h中的指令。

我们在之前的四期中对利用单片机的功能进行程序设计进行了说明。单片机内置了非常便于使用的外设功能，大家一定也能感受到单片机可应对各种要求的能力。但是，如果要有效地运行单片机，程序是不可或缺的，那么程序到底是如何运行的呢？从本期开始，我们将分两期连续向大家介绍单片机与程序的关系。

关注单片机的存储器

在此之前，GR-SAKURA电路板（搭载瑞萨电子单片机“RX63N”）的程序设计是使用Web编译器来进行的。将通过编译器搭建的程序（Object Code,结果代码）如同写入U盘一样将之传送到GR-SAKURA电路板后再执行。那么，问题来了。写入（传送到）单片机的程序应该保存在哪儿呢？另外，程序又是如何被执行的呢？在解答这些问题的同时，让我们一起来了解一下单片机与程序的关系吧。

首先来了解存储器﹑主存储器和外置存储器的两种作用

记忆（保存）程序和数据的地方即存储器。存储器有以下两种类型。

主存储器

CPU能够直接进行存取的存储器，用于保存正在执行中的程序和数据

外置存储器（辅助存储器、二级缓存器）