略談兩個月單片機(jī)設(shè)計(jì)與開發(fā)的感慨
寫這篇文章的時候,我的兩個月單片機(jī)設(shè)計(jì)與開發(fā)已經(jīng)結(jié)束了,頗有感慨,所以寫了這篇文章。
首先，我先跟大家介紹一下什么是單片機(jī)。單片機(jī)，它的全名叫“單片微型計(jì)算機(jī)”,英文名叫Micro-Controller Unit,或簡稱MCU。為什么叫它單片微型計(jì)算機(jī)呢?因?yàn)樗褪且慌_小型計(jì)算機(jī)。大家都知道，我們現(xiàn)在日常生活中所用的計(jì)算機(jī)都由存儲設(shè)備，輸入、輸出設(shè)備，控制器等部分組成。而我們的單片機(jī)也同樣由這些組成，誠然，單片機(jī)就是一臺計(jì)算機(jī)。然而，單片機(jī)不管是從運(yùn)算速度，還是存儲容量上來講，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及我們?nèi)粘Ｉ钪兴玫腜C機(jī)。那有些人可能會問了：“既然單片機(jī)性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及PC機(jī)，那干嘛不直接全用PC機(jī)呢?還用什么單片機(jī)呢?”是的，PC機(jī)功能是特別強(qiáng)，基本上應(yīng)用在生活中各個領(lǐng)域。但是，我們?nèi)粘Ｉ钪懈鞣N應(yīng)用系統(tǒng)并不一定要求計(jì)算機(jī)功能那么強(qiáng)大,只要能處理好我們該系統(tǒng)所要處理的任務(wù)就OK啦!所以，并不是每個系統(tǒng)都要一個那么大的計(jì)算機(jī)放在那兒控制。我舉一個最簡單的例子，譬如，現(xiàn)在的汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的特別好,而汽車的車載電子技術(shù)也跟著發(fā)展起來，F(xiàn)在的汽車都向豪華型,智能型，人性化方向發(fā)展，使得人們的生活變得輕松，舒適。而這些都是建立在智能控制前提下，所以就必須用到計(jì)算機(jī)來控制。試想，如果每個控制系統(tǒng)都用一臺很大的PC機(jī)放在汽車上,好幾十臺計(jì)算機(jī)放那兒，那么這輛汽車不就成了計(jì)算機(jī)房啦!那這輛汽車的造價也可想而知啦!況且，那么多的計(jì)算機(jī)放車子里面，也占據(jù)了太大的空間。所以，人們就不用PC機(jī)，改用單片機(jī)來控制它。單片機(jī)就是一塊芯片，用它既節(jié)省經(jīng)費(fèi)，又節(jié)省空間，而且又能達(dá)到同樣的控制效果，何樂而不為呢?如果用了PC機(jī)，是不是有點(diǎn)“殺雞用宰牛刀”的感覺呢?就是因?yàn)檫@樣，單片機(jī)發(fā)展的非常好，在各種領(lǐng)域都能見到它的身影。如消費(fèi)類電子領(lǐng)域，工業(yè)控制領(lǐng)域，儀器、儀表領(lǐng)域，軍事領(lǐng)域等等，都是它的天下!
好了，剛才有些跑題了，現(xiàn)在讓我們言歸正傳。其實(shí)這次單片機(jī)設(shè)計(jì)與開發(fā)全是我們大家自己組織起來的。我們在整個系里面，找了20個志同道合的同學(xué)，參加了這次單片機(jī)設(shè)計(jì)與開發(fā)。說實(shí)話，剛開始，我們大家從來沒有做過單片機(jī)最小系統(tǒng)，根本不知道從哪兒做起。但是，我們并沒有灰心，而是一步一個腳印，從最簡單的做起。在這次實(shí)訓(xùn)過程中，我們學(xué)習(xí)數(shù)碼管的靜、動態(tài)顯示;獨(dú)立鍵盤、矩陣鍵盤;MAX813看門狗電路;EEPROM選了24C02;時鐘芯片DS1302的數(shù)碼管顯示，點(diǎn)陣顯示;單總線數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)溫度芯片DS18B20;SPI串行數(shù)據(jù)總線;I2C數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu);串行數(shù)據(jù)通信;并且，在最后接了一個項(xiàng)目：大型LED顯示屏。我們這次單片機(jī)實(shí)訓(xùn)正值暑假，那天氣可真是叫熱啊!我們每學(xué)習(xí)一個模塊，都要做硬件電路。每次拿烙鐵焊接時，整個身體上汗珠往下滴，全身都濕透了。因?yàn)楹附訒r松香對皮膚有影響，我臉上長了好多痘痘，難受死了。然而，天氣越熱還越不能用電風(fēng)扇吹，因?yàn)橐淮惦婏L(fēng)扇，烙鐵就沒有溫度，焊錫就根本融化不了，沒法焊接。然而，硬件電路制作完后，還并不能算完事，更重要的還是程序。程序的編寫還不算太難，讓人頭痛的就是調(diào)試程序。有的時候，明明程序在電腦上模擬仿真非常完美，一點(diǎn)兒都沒問題，可是，當(dāng)程序一旦上硬件調(diào)試時，卻總是出問題，達(dá)不到預(yù)期的效果，非常惱人。有時氣憤的真想一腳把所有的東西都給踹掉算了。那時，大家都非常努力，每天盯著自己的電腦屏幕一直到深夜，不斷的調(diào)試程序，觀察里面的數(shù)據(jù)變化。到最后，很多人的眼睛都變得酸痛起來。因?yàn)樘鞖馓珶幔蠹疑眢w上都長滿了痱子，但卻一直堅(jiān)持著。我很感動，真的!我在這次單片機(jī)設(shè)計(jì)與開發(fā)中，嘗到了成功的喜悅，也品味到了失敗的痛苦。特別是那次寫DS1302時鐘模塊時，因?yàn)橐{(diào)整時間，所以數(shù)碼管必須要在調(diào)整時閃爍顯示，就這個閃爍顯示，把我折騰了整整3天，3天一點(diǎn)進(jìn)展都沒有，當(dāng)時，那真是痛苦死了，感覺真的是做不出來了，差點(diǎn)就放棄了閃爍顯示部分程序的編寫。然后我就和別人討論商量，慢慢的，我摸索出來了。當(dāng)那次上電調(diào)試時，等我按下調(diào)時按鍵的剎那，時鐘閃爍顯示了!我好高興，好有成就感，當(dāng)時腦子里面第一個想到的就是如果我開始放棄了，我就不會達(dá)到這樣的效果。真的好開心，那一刻。當(dāng)然，在兩個月當(dāng)中，出現(xiàn)了許許多多的問題，然而，又一次次被解決。真是痛并快樂著!還有，在這兩個月中，我也明白了細(xì)節(jié)很重要這個道理。比如那次寫DS18B20的時候，程序少了個延時，它就是讀不出來溫度數(shù)據(jù)，多了點(diǎn)時間，它也讀不出來。真的是一點(diǎn)差錯都不能有。
在這次單片機(jī)設(shè)計(jì)與開發(fā)中，最重要的就是做了一個項(xiàng)目，它是大型LED顯示屏的顯示。記得我們是7月22號接了這個項(xiàng)目。當(dāng)然，項(xiàng)目是老師幫我們接的，但是，這個項(xiàng)目完全是由我們自己設(shè)計(jì)并開發(fā)的。在做這個項(xiàng)目之前，我們首先要做的就是市場調(diào)查。所以，我們20個人全體出動，分為3個小組，分別去了用戶、公共場所、電子市場這3大市場調(diào)查了一下，整整花了1天時間。最后回來時，大家在一起又商量討論了一下，擬定了一個方案。當(dāng)我們把材料買回來以后，我們的任務(wù)便是測出LED單元板的硬件電路。我們是每一小組發(fā)4塊單元板，大家用萬用表測出其內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)并畫出電路圖。令人可喜的是大家竟然用一上午的時間測出了全部電路，進(jìn)展的很快。為了搞好這個項(xiàng)目，我們在正式接手這個顯示屏之前就做了一個點(diǎn)陣顯示。為了能更好的理解里面的數(shù)據(jù)變化，我們從最簡單的做起。先是16*16的漢字固定顯示，然后是16*16的漢字移動顯示，而在移動顯示中，又分為半字移動和列移動。接著，我們開始了32*32的漢字固定顯示，最后是32*32的漢字移動顯示。就這樣，我們一步一步，踏踏實(shí)實(shí)地完成了整個顯示屏的數(shù)據(jù)屏部分的顯示。其實(shí)，在整個數(shù)據(jù)屏部分，程序上并沒有什么難點(diǎn)，它的難點(diǎn)則是在算法上面。你要通過怎樣的算法才能找到你所需要的顯示數(shù)據(jù)才是最關(guān)鍵的。接下來，我們的任務(wù)是把信息屏部分給完成。但是，信息屏部分并沒有我們想象中的那么簡單？梢哉f，這個信息屏部分是這兩個月中我們遇到最難的部分。信息屏部分要求能顯示時分秒、年月日、星期、溫度等數(shù)據(jù)，并且具有自動切換屏幕，按鍵調(diào)整等功能。這樣，單片機(jī)所需要處理的任務(wù)就非常多，CPU出現(xiàn)了嚴(yán)重的資源、時間、空間沖突。所以，后期的單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)難點(diǎn)之處就在于怎樣很好的解決CPU的資源，時間，空間沖突。因?yàn)槲覀兪堑谝淮伍_發(fā)項(xiàng)目，沒有任何經(jīng)驗(yàn)，所以最后這個信息屏部分我們剛開始是沒有任何思路，不知道怎么辦。接著，老師給我們指點(diǎn)了一些方法，畫出了流程圖。這樣，我們就慢慢摸索，一遍一遍的燒片子試驗(yàn)。還好，經(jīng)過將近1個多星期的努力，信息屏部分才算完成了。然而，當(dāng)信息屏完成后，我們離交產(chǎn)品時間僅有1天了。那天晚上，我們4個同學(xué)一夜沒洗澡沒睡覺，通宵裝屏調(diào)試，一直忙到第二天早上6點(diǎn)鐘，真的是非常辛苦!
在這兩個月的單片機(jī)設(shè)計(jì)與開發(fā)中，也出現(xiàn)了好多問題。很多同學(xué)心理上出現(xiàn)了浮躁、靜不下心來的情況。遇到麻煩，困難時，總是不愿意自己主動去動腦想想。不是有句話叫勤奮至卓越嗎?中國人多啊，每個人都是智商100，誰比誰傻啊。憑什么你比別人強(qiáng)?你能有好的工作、好的收入，你能香車寶馬，醇酒美人?我認(rèn)為，沒有別的辦法，就是勤奮!勤奮學(xué)習(xí)，這個道理大家知道，知識就是金錢啊!勤奮工作，想比別人多賺錢，在智商相同的情況下，就是多付出時間干活，再提高工作效率。別人5×8小時工作，你是7×16小時，再提高工作效率一倍，你不就賺了比別人多5倍的錢嗎?就象一壺水，老是小火，燒了半天，也是溫吞水;可是大火一上，一會就開了，就是這個意思。你看《射雕英雄轉(zhuǎn)》中的郭靖，沒有別的本事，就是傻練，有一天開竅了，如有神助。技術(shù)這個東西就是這樣，突破了門檻，就是坦途。需要勤奮勤奮再勤奮。有一天這個日子來了，你就苦盡甘來了。所以嘛，我們很多同學(xué)就是缺乏這種“傻練”的精神。
回顧一下這兩個月的奮斗歷程，有過成功也有過不足。這對我個人來說，是一筆非常好的財富!我深刻地認(rèn)識到，僅僅死學(xué)書本上的理論而不與實(shí)際硬件結(jié)合進(jìn)行實(shí)踐，這樣的理論沒有用;僅僅在校園里做的簡單硬件實(shí)踐如果不與工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用結(jié)合，這樣的實(shí)踐是不成熟的。學(xué)校里的簡單實(shí)驗(yàn)是根本不能拿到工業(yè)現(xiàn)場上用的。如果你想開發(fā)單片機(jī)系統(tǒng)，必須要真刀實(shí)槍的做產(chǎn)品，只有通過實(shí)實(shí)在在的產(chǎn)品開發(fā)，你才能遇到許多實(shí)際問題，才能積累開發(fā)經(jīng)驗(yàn)。這在學(xué)校實(shí)驗(yàn)室做的一些小實(shí)驗(yàn)是根本而且是絕對不可能遇到這些實(shí)際問題，當(dāng)然，你也就根本沒有什么單片機(jī)開發(fā)經(jīng)驗(yàn)之談!在接下來的日子里，我會更加堅(jiān)定地走上單片機(jī)開發(fā)這條路。
大學(xué)生活是我們?nèi)松凶顚氋F的經(jīng)歷，我們付出了幾年光陰的代價，我們應(yīng)該也必須為此有所收獲。很多同學(xué)在大學(xué)校園里迷失了方向，不知道自己來到這里究竟是為了什么，單純的認(rèn)為畢業(yè)后找個好工作就萬事大吉了，可你們是否想過，沒有真正的本領(lǐng)如何能找到好工作?如何能為這個社會做出貢獻(xiàn)?更現(xiàn)實(shí)一些，沒有一份好工作如何買房成家，建立起屬于你自己的幸？鞓返募夷?真本事不是*混日子混出來的，我們身邊有很多機(jī)會可以發(fā)揮自己的能力，實(shí)現(xiàn)自己的理想，即使這些機(jī)會不是很明顯地讓我們看見，我們也應(yīng)該努力地去爭取。偶爾的娛樂是可以的，可是成宿在網(wǎng)絡(luò)游戲中揮舞大刀的同學(xué)們，那里可以砍出你的未來嗎?適當(dāng)?shù)倪\(yùn)動也是應(yīng)該的，可整天都泡在籃球場上的同學(xué)們，你覺得你還有希望成為第二個喬丹嗎?哥們義氣固然重要，可三天兩頭為朋友兩肋插刀，你的肋骨夠用嗎?戀愛誠然美好、溫馨，但是你們沒有真正的本領(lǐng)能保證以后過得幸？鞓穯?年輕人應(yīng)該有更高的追求!!!你要為你的將來做好準(zhǔn)備，外面的世界很精彩，外面的世界也很殘酷，你活著的每一天都應(yīng)該好好珍惜!
擴(kuò)展閱讀:學(xué)單片機(jī)從構(gòu)建最小系統(tǒng)開始
編輯：admin 最后修改時間：2019-06-23
