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缺芯时代，如何看待快被遗忘的51单片机
辩证地看待51内核单片机
要回答这个问题，首先需要来看一下传统的51单片机。在有些文章或者书本中，对于51单片机的态度是全面否定的，一旦听到某人要学习或者使用51单片机，则有种“群起而笑之”之势，觉得其主频低，外设少，技术老，然后以这些理由劝退要去学习51单片机的同学。其实，这个态度是非常武断的，必须被批判，虽然现在32位的单片机遍地都是，但是对于一些成本为首位的产品，8位机无疑还是有很大的价格优势的。而市面上最多的8位单片机产品，内核架构最普遍的还是51。批判51单片机不行的人，出发点无疑就是外设少，外部晶振12分频的硬伤这两点，然而这两点只不过是它们印象中的十几年前的51单片机产品。时代在发展，51单片机也在发展，为了区别那些全盘否定51单片机的人口中的“51单片机”，不断发展的51单片机一般被称为“增强型51单片机”。
接下来，我们用辩证的眼光，再来审视一下现在的“增强型51单片机”。
“增强型51单片机”保留了51单片机开发简单，内部结构简单，价格低廉等优点，弥补了传统51单片机的一些不足，增加了主流的外设资源。介于此，“增强型51单片机”的性价比到目前为止还是非常突出，新手上手程度也很简单，有点51单片机基础的，稍微看一下数据手册就可以直接使用。
但是，无论利用何种形式去增强51单片机，51单片机结构的一些致命硬伤是永远存在的，比如用于操作特殊功能寄存器的寻址，在C语言开发中只能利用C51独有的“sfr”关键词去定义特殊功能寄存器，而“sfr”又不是标准C中的关键词，因此51单片机的程序有一部分是无法直接移植到其他平台上去的。中断关键词“interrupt”也是一样。
辩证地看待其优缺点，“增强型51单片机”非常值得花时间学一学。
发展的眼光看51单片机
我们所说的51单片机，用现在比较潮流的说法应该是“MCS51内核”的单片机。如果这么分类的话，51单片机最早的型号其实是8031单片机，这个单片机的内核和现在的“51内核”基本一致，不过它是一个内部没有存储器（ROM）的芯片，在使用的时候，需要外部扩展存储器，非常麻烦。如图1所示。
图1 51单片机外部存储器扩展示意
等到后来的8051单片机，就开始在内部继承ROM，这样可以减少由于外扩存储器带来的烦恼，从而简化了电路结构，降低了元器件成本。
最早的51单片机存储器是EPROM，因此它是需要通过特殊的编程器来烧写程序，而程序擦除时，也需要将单片机曝光在光线下半小时以上才能擦除，而这种EPROM存储程序不稳定，擦写次数也有限，其外形如图2所示。
图2 EPROM的51单片机
为了解决这个问题，FLASH等先进的存储器技术被用到了51单片机上，因此实现了可重复多次擦写，甚至后面多种在应用编程（IAP），在系统编程（ISP）方式也被用到了51单片机上，现在的51单片机，利用一根串口线就可以实现程序的烧写，非常方便。
51单片机的程序烧写问题被flash解决了，后面随着应用程序的需求，51单片机的程序开发难度越来越大，因此一些厂商推出了一些可以在线调试的芯片，在程序开发的时候，利用带调试功能的51单片机进行程序开发，做产品时，将调试好的程序烧录到51单片机即可。后来的一些增强型51单片机，可以直接支持程序调试，如我们使用的STC8A，可以直接使用一根串口线和Keil软件进行程序调试。如图3所示。
图3 程序在线调试界面
传统的51单片机，内存只有几百个字节，程序存储器也小得可怜，而且其外设支持非常有限，只支持2个外部中断，2个定时计数器，1个串口，这样的芯片，放到现在来看，根本满足不了任何应用。尽管如IIC，SPI的外设我们都可以使用IO去模拟，但是模拟外设的程序会占据大量的代码空间，同时，为了满足时序需求所增加的延迟，也浪费了宝贵的CPU资源。为了解决这个问题，目前的增强型51单片机外设变得琳琅满目，如STC8A的内存最大可达到8K byte，程序存储器最大可达到64K byte，而其外设资源有5个外部中断，5个定时计数器，4个高速串口，4组16位的PCA模块，8组15位增强型带死区控制PWM，SPI，IIC，12位精度15通道的ADC（采样率800K），GPIO支持准双向，强推挽，开漏，高阻等模式。并且内置最高24MHz的高精度RC振荡器。这个配置放在目前的8位机市场，甚至是低端32位机市场，也拿得出手。具体如图1-1-4所示。
图4 STC8A的配置
除此之外，51单片机特有的12分频瓶颈也早已被弥补，现在的51单片机更多的是1T的单片机。
用发展的眼光来看，增强型51单片机经过国内外四十几年的发展早就与时俱进，满足了市场需求，经住了产品考验。在过去16位单片机，如今32位单片机轮番挤压下，还能保留自己的市场地位。
已经学过51单片机，如何进阶？我来教你
大家好，我是小麦，最近有朋友问，已经学过51单片机了，如何进阶？
问题
事情是这样的，他在本科时期已经有相应的单片机开发经验，做过简单的项目，流水灯，倒计时，红绿灯，后面该如何提高呢？
首先我感觉得给进阶下一个定义，也就是明确也学习目标，怎么样才算进阶？我掌握哪些东西，可以独立完成哪些开发任务，才算达到了进阶的目的呢？
如果单纯是单片机开发的进阶？
我认为入门的阶段是这样的：
如果刚开始以51单片机起步，能基于开发板做简单的项目，比如搞个流水灯，再复杂点会做电子万年历（DS1302+LCD1602 ）就挺不错了；如果一开始就上STM32了，那么能在常用的STM32开发板上做一些功能，实现一些小的功能，或者能用CubeMX配置和初始化代码，然后做一些项目；我认为的进阶是这样的，需要掌握这些；
首先我觉得硬件设计是必要的，能根据需求，进行硬件开发，进行原理图设计，PCB的Layout，绘制简单的双层PCB板；在进行硬件设计的过程中，可以试着抄一下已经开源的原理图，或者一般集成电路的DataSheet中都有相应的参考电路，根据这些参考电路进行原理图设计，后面可能会进行一些修改，在新的改版中进行修改即可。焊接技能，如果有最好了，没有的话，可以在PCB打样的时候找厂家进行贴片，配套服务还是很不错的，节省了时间成本；样板到了之后，就要动手对板子进行调试了，这时候会比较复杂，配套的技能包，比如示波器如何使用 ？如何捕获波形 ？如何使用万用表 ？有时候问题会比较玄乎，感觉可能在硬件上，又感觉在软件上，这里建议最好有一个方案验证板（至少保证硬件没问题）；最后是编写安全可靠的代码，当然如果移植性好，代码框架好最好了；之前也有朋友问我，自己想做一些DIY项目，软硬件都自己设计，该如何学习？他是搞互联网专业的，做嵌入式单纯是爱好，享受生命在于折腾的快乐而已；
硬件设计
新手建议使用Altium Designer，教程比较多，国产软件立创EDA也不错，开源的KiCad也可以使用，选一款就行，软件都大同小异，不要在纠结选择哪一款软件上而浪费时间，我个人建议使用Altium Designer，下面简称AD；
网上有很多免费的教程，可以去搜一下，看完教程一定要自己尝试着设计一个电路，可以简单一点，设计一个单片机的最小系统。
链接：https://pan.baidu.com/s/1yKfsttgIBeKKMK65m9H91g
提取码：pzsz
软件设计
单片机的编程开发是必须要掌握C语言的，汇编语言可以简单能读懂就行，调试的时候能简单看懂反汇编就行，所以要把主要精力放在C语言上，其实，初期C语言会常用的语法：
循环：for，while分支：if else，switch就可以做很多事情了，但是后面还需要进阶，因为写出健壮高效，可复用，可移植的程序，只会这些还远远不够。
好了，我们学习了C语言是为了开发单片机的，是要直接对硬件进行操作，直接操作单片机上的外设寄存器，所以
这里以STM32举例，通常我们需要熟悉常用的接口和协议，和一些常用的外设，后面你会发现，不论是什么厂家的单片机，其实都大同小异；
比较常用的，我们会遇到GPIO，TIM定时器，systick，UART，I2C，SPI，CAN等；
一般来说，像STM32这种硬件平台，前期使用的人很多，网络资源非常丰富，很多时候会Ctrl+C和Ctrl+V就行了，另外ST提供了cubeMX这种工具，初始化根本不需要人为干预，但是有时候过于依赖工具，往往会被工具反噬，我就遇到过用cubeMX配置代码，遇到问题一脸懵逼，不知道如何下手的朋友。
当然我不是提倡大家穿着新鞋走老路，因为时代在发展，不能换一个寄存器一个寄存器去手撸，不过这时候，需要对底层有一个更全面的认识了，从单片机内核架构层面去理解，这需要学习其他的体系知识了，比如地址总线，数据总线，ARM的架构，外设是如何CPU进行数据交换的等等；
比如今年缺芯严重，不得不进行国产替代，不吹不黑，今年换了几款国产的MCU，资料不太完善，也没有太多参考的Demo，后来使用固件库的时候发现了几处BUG，最后还是得靠自己参考开发手册排查错误。
言归正传，我们要学会去官网找资料，有很多应用方案，芯片的开发手册UM（ user manual），自己搭建开发环境，然后找到相应的芯片的固件库，这些都能自力更生，就非常不错了。
多提问，多交流
一个人，走得快，一群人，走得远；所以要多与人交流沟通，不耻下问，这里一定要注意提问的技巧；下面是我认为的几点；
尽量别问搜索引擎能解决的问题；尽量收集问题相关的信息；例如单片机而言，你不能问：为什么我的灯点不亮？或者你可以问：我的灯点不亮，测量了IO输出电平正常，但是没有亮？不要使用难懂、模糊化等词句，尽量简短，清晰，简明，扼要地描述你的问题；对的时间，问对的人，在别人全神贯注思考或搬砖的时候，就不要轻易打扰他人；明确你的提问目的是什么，如果你自己都不在自己要问什么，那还是先整理一下问题再问吧；加入嵌入式技术交流群一起进步
最后
这篇文章里我简单地聊了一下如何进行单片机进阶，个人认为需要硬件设计和软件设计两部分；
硬件设计；软件设计；如果详细展开，每个部分都有很多东西可以学习的，其实感觉最初能做简单的PCB，然后在这硬件基础上进行相应的软件开发，就已经达到了一个进阶的目的，后续需要的是不断在项目中进行提高，可以不断积累硬件方面的经验，另外还需要系统地学习基础知识，比如计算机系统（微机原理），C语言，数据结构等，软件部分可以多看一下开源的优秀项目，学习他们的设计思想，这样会提高得很快。
好了，这期先这样，时间比较赶，简单地说一下哈，我是小麦，我们下期再见。
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