基于51單片機(jī)的函數(shù)信號(hào)發(fā)生器利用單片機(jī)AT89C52 采用程序設(shè)計(jì)方法產(chǎn)生鋸齒波、三 角波、正弦波、方波四種波形，再通過D/A 轉(zhuǎn)換器DAC0832 將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，濾波放大，最終由示波器顯示出來，能產(chǎn)生 10Hz—10kHz 的波形。下面就對(duì)51單片機(jī)進(jìn)行詳細(xì)論述。
1.取指譯碼執(zhí)行模型：首先我們來看看單片機(jī)是如何工作的，我們拿電腦的主板來作為對(duì)比，我們買電腦時(shí)，總是追求處理器的主頻。處理器的工作原理是從存儲(chǔ)器上取出一條指令，然后對(duì)指令譯碼，譯碼完后執(zhí)行。然后取下一條指令，譯碼，執(zhí)行。它為什么能這么有序的工作?是因?yàn)樗幸粋€(gè)工作時(shí)鐘，在這個(gè)工作時(shí)鐘的統(tǒng)一管理下，處理器有序的工作，這里的主頻就是工作時(shí)鐘的速度，當(dāng)然，現(xiàn)在你可能也知道主頻越高，取指譯碼速度越快，性能越好。那么你可能會(huì)問，這跟51單片機(jī)有什么關(guān)系，OK，切入正題，單片機(jī)的工作也是這個(gè)原理，從存儲(chǔ)器上取指，譯碼，執(zhí)行。但是單片機(jī)的存儲(chǔ)器在哪?在單片機(jī)的內(nèi)部，對(duì)于電腦來說，是把處理器，內(nèi)存集中在一塊主板上。而現(xiàn)在你應(yīng)該很明確，對(duì)于單片機(jī)它就相當(dāng)于一塊電腦主板，把處理器，存儲(chǔ)器集中到一塊芯片內(nèi)部。從這個(gè)宏觀的角度看，所有的單片機(jī)是不是都是一個(gè)原理，服從于取指，譯碼，執(zhí)行的基本模型。OK，繼續(xù)……
2. 51單片機(jī)的外設(shè)：我們?cè)趯W(xué)習(xí)單片機(jī)時(shí)，所做的第一個(gè)實(shí)驗(yàn)都是一樣的，點(diǎn)燈。也許你已經(jīng)學(xué)會(huì)了用單片機(jī)做出好看的花樣燈，或者用單片機(jī)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示出數(shù)字或字母。或者可以檢測(cè)按鍵了。不錯(cuò)，我們仔細(xì)想想這些是什么，無非，你就是控制那一排排引腳輸出高低電平，我們稱這些引腳叫I/O口，輸入輸出，按鍵是輸入，點(diǎn)燈是輸出。其實(shí)你以為你學(xué)了三樣?xùn)|西，其實(shí)，你只學(xué)了一樣?xùn)|西，I/O控制。所以這些內(nèi)容并不是單片機(jī)的內(nèi)容，我們稱之為單片機(jī)的外設(shè)，現(xiàn)在你應(yīng)該很明確了，所謂的LCD液晶，AD芯片什么的都是單片機(jī)的外設(shè)。但是我們?yōu)槭裁匆獙W(xué)習(xí)這些單片機(jī)的外設(shè)呢?還是為了熟悉單片機(jī)，你驅(qū)動(dòng)的芯片多了，自然對(duì)編程模型就熟悉了。其實(shí)，我們用單片機(jī)就是在驅(qū)動(dòng)外設(shè)，然后你問那定時(shí)器，中斷，串口通信又是什么?對(duì)于中斷，現(xiàn)在單片機(jī)在做一件事，突然，我給個(gè)信號(hào)，現(xiàn)在出了一個(gè)意外，你趕快去做另一件事，做完另一件再回來，就是這樣。對(duì)于定時(shí)器，我舉個(gè)例子，現(xiàn)在對(duì)于一盞燈，我要他每天晚上六點(diǎn)打開，每天早上六點(diǎn)關(guān)閉，我們會(huì)怎么做?設(shè)定一個(gè)計(jì)時(shí)器，假設(shè)當(dāng)前是晚上六點(diǎn)，現(xiàn)在我讓I/O口輸出高電平點(diǎn)燈，同時(shí)打開計(jì)時(shí)器，定12個(gè)小時(shí)，12個(gè)小時(shí)一到，給一個(gè)中斷，去把I/O口取反，關(guān)燈，是不是這樣控制的。所以中斷，定時(shí)器只是為了更好的讓單片機(jī)進(jìn)行控制工作?，F(xiàn)在你應(yīng)該很熟悉了，單片機(jī)就是一款自動(dòng)控制的芯片。注意，是芯片，你做的工作就是如何編程來是這款芯片工作，是這款芯片在規(guī)定的程序下干活……怎么讓單片機(jī)干活呢?五個(gè)字，配置寄存器。
3.配置寄存器：學(xué)習(xí)51單片機(jī)，不管你是剛剛開始學(xué)，還是學(xué)習(xí)有一段時(shí)間了，你應(yīng)該很熟悉的字眼，寄存器。我想說單片機(jī)的基本思想就是五個(gè)字：配置寄存器。單片機(jī)怎么工作，比如，你讓I/O口輸出高電平，怎么輸出，在C語言里，你是通過P1=0xFF來實(shí)現(xiàn)的，為什么這么寫，你去看看頭文件reg51.h里的內(nèi)容，它定義了一個(gè)寄存器為P1，然后你向這個(gè)寄存器里寫入了8個(gè)1，于是輸出高電平。你是通過配置寄存器的內(nèi)容來控制I/O口的。我們?cè)傧胍幌?，定時(shí)器你是怎么配置的，同樣的原理，你是通過配置TMOD，TCON，TH,TL等若干個(gè)寄存器完成的吧，然后給單片機(jī)定了一個(gè)時(shí)間，當(dāng)然，你說這些是簡(jiǎn)單的，還有復(fù)雜的呢?那我就再舉個(gè)例子吧，只要是寫單片機(jī)程序，你基本都是在配置寄存器，例如，STC系列的單片機(jī)帶了PWM功能，你如何讓單片機(jī)輸出一個(gè)符合你要求的PWM信號(hào)呢，你絕對(duì)是通過給某個(gè)寄存器寫入一個(gè)值，這個(gè)值控制頻率。再給一個(gè)寄存器寫入一個(gè)值，這個(gè)值控制占空比，然后通過哪個(gè)腳輸出，你又是通過一個(gè)寄存器來控制的。所以整個(gè)過程都是控制寄存器。那么你說，51是這樣的，其他的呢?stm32，高端的單片機(jī)，工作起來也是配置寄存器，STM32時(shí)鐘信號(hào)的選擇，是通過控制RCC，I/O的控制是通過控制GPIO，當(dāng)然，它采用的方式是存儲(chǔ)器統(tǒng)一編址，就是你定義某個(gè)寄存器不再是51的sfr和sbit，而是用指針直接訪問地址的方式，比如訪問某個(gè)寄存器，從器件手冊(cè)上查找該寄存器的地址為0xXXXXXXXX，那么配置時(shí)使用*(long unsigned *)(0xXXXXXXXX)=0xFFFFFFFF的方式，本質(zhì)不變。這樣看來，那么msp430，PIC都是這樣的，只是他們的寄存器不同，配置方式不同，寫入的值不同而已。如果你真的懂了51單片機(jī)，真的懂了單片機(jī)配置寄存器的原理。你只要花兩個(gè)小時(shí)看懂芯片手冊(cè)，熟悉了開發(fā)環(huán)境，一天就能上手新的芯片……題外話就是，看arm等等芯片很高端，如果是裸機(jī)編程的話，那么跟也是配置寄存器，原理一樣，當(dāng)然加了操作系統(tǒng)就不同了，操作系統(tǒng)的框架就是重要的了。
4.關(guān)于通信協(xié)議：對(duì)于任何單片機(jī)來說，最為難的問題就是通信協(xié)議了，對(duì)于這個(gè)問題，我不想說的太多，畢竟不是在做通信原理，只是要說明的一點(diǎn)就是，“有通信就有協(xié)議，這是什么意思?就是說單片機(jī)在驅(qū)動(dòng)任何芯片的時(shí)候，必須要服從這款芯片的的時(shí)序，比如先使能這個(gè)芯片，然后給出寫信號(hào)或者讀信號(hào)，然后芯片在發(fā)出響應(yīng)信號(hào)，再對(duì)芯片進(jìn)行操作。為什么要這樣呢?首先，對(duì)于芯片來說，它有自己的操作方式，如果沒有固定的方式，那就亂套了，其實(shí)聯(lián)想到人身上也是這樣的，中國人和美國人交流時(shí)，如果沒有翻譯，就需要打手勢(shì)，這個(gè)手勢(shì)雙方都能懂，于是就能通信。芯片協(xié)議也是這樣的，單片機(jī)和芯片都能理解，于是他們都能工作。還有一點(diǎn)就是像有些芯片帶了SPI的協(xié)議，IIC的協(xié)議等等，如果它自帶了，那么他協(xié)議已經(jīng)設(shè)置好了，回歸到本質(zhì)，使用這個(gè)協(xié)議又是配置寄存器了。比如51單片機(jī)的串口協(xié)議，你是通過配置寄存器來設(shè)置波特率，校驗(yàn)位的吧……萬變不離其宗……
