上海羊羽卓进出口贸易有限公司51单片机可以做成什么东西，你想知道吗？
在我一系列的文章中，都是在介绍如何学习单片机，该学习哪些东西。但当我们要学习一项技术的时候，总要有一定的实际价值的，没有价值的事情做了也是无用功。同样我们学习单片机也是一样的，要有一个目标，通过不断的学习去实现它。这个目标可能是做一个实际的产品，可能是通过学习单片机和其他知识找一份工作。
单片机产品实物
由此，寻求实际价值才是我们学习的实际目的。
那么本文就来介绍几款单片机做出的智能产品，让我们从实际出发，去看看单片机可以做些什么东西出来，本文不仅包括51单片机，还有arduino单片机，stm32单片机等一系列的产品。
首先上场的一款51单片机实现的智能小车。
51单片机智能小车 --图片来自网络
简单介绍一下这款智能智能小车可以实现哪些功能。
1、作为一个车，正常的前进后退拐弯肯定是可以实现的。
2、自动循迹，智能避障，时速显示这些功能都是有的。
3、远程无线控制也是有的，可以用手机上的APP通过蓝牙或wifi实现远程控制。
4、实时温湿度的采集与显示。
我们来简单分析一下，这款智能小车上面用到了哪些功能模块。
一个电动车需要动，那么就会用到电机，这上面采用的直流电机。
直流电机
就是这货，相信很多人小时候都玩过那个什么双星，田宫四驱兄弟的赛车，用的就是这样的电机。
四驱车
当然我们的单片机因为功率比较小，是驱动不了这样的电机的，所以就需要一个驱动电路，这里用的L298N这款驱动芯片。它长这个样。
L298N驱动芯片
这里要注意的是，这款芯片需要12V的供电。
通过单片机去控制这个驱动电路的不同输出就可以控制电机正反转以及相应的速度了。
当然也还有其他的方法驱动电机，这里就不过多叙述了。
那么接下来要实现自动循迹，我们需要用到什么模块呢。就是它啦，红外对光管模块。
红外对光管
它是什么原理呢，这里简单讲一下。所谓自动循迹，就是在地面上铺设上两种颜色反差较大材料，通过红外线去扫描，红外线在不同颜色上的反射效果是不一样的，这个对光管上的接受装置就收到了不同效果的反射光线就会输出不一样的电平，单片机通过判断模块输入的电平信号进行判断是直走还是转弯呢。原理就是这样，很简单。就是在下面这种环境下进行自动循迹。
自动循迹路线图
因为地面与路线上的材料颜色不一样，对光管的输出信号就不一样，从而实现自动循迹功能。
那么智能避障是如何实现的呢，那就是超声波模块，它长这个样子。
超声波模块
如何实现自动避障，原理也很简单。这个模块会发出超声波，当超声波遇到前方有物体的时候，它会反射回来，又被我们的模块进行接收，那么当接收信号时，就意味着前方有障碍，它就会自动输出一个电平信号给单片机。当单片机接收到这个信号之后，就会根据我们设计的程序设定做出相应的反应，从而实现自动避障功能。
远程控制是如何实现的呢，这个我们需要了解一点AT指令配置，这里就不展开讲了。我们来看看哪些模块可以实现远程控制功能。
首先是ESP8266，比较有名的一款芯片，可以实现wifi连接和信息传输。它长这个样子。
esp8266芯片
还有蓝牙模块HC05，也可以用来无线远程控制，它长这个样子。
蓝牙模块
温湿度的采集与显示，如和实现呢，首先我们需要一个温湿度采集模块，这里用的是DHT11。
DHT11
这个模块输出的是数字信号，在模块内部已经将模拟信号转换为数字信号，方便我们使用。
显示模块用的是数码管，这里就不多做介绍了，在我前面的文章中有讲到数码管，有兴趣可与去看一下51单片机入门（第4篇）：单片机实现8路抢答器。
我们通过做一个智能产品，需要用到这么多的模块进行功能实现，我们需要知道每一个模块如何使用，如何通过单片机去控制，这便是我们学习的目的，了解硬件知识，学习如何编程。
接着我们再来介绍一款stm32的产品，四轴飞行器。
stm32四轴飞行器 --图片来自网络
当我们学习单片机到一定程度时，有很多基础知识铺垫时，我们可以尝试自己制作一台无人机。
也许这就是一个理工男的乐趣吧，小时候没钱买玩具，长大了就自己做，通过自己的学习给自己做一些玩具。
当然这只是一个很小的领域，我们还可以做，自动检测类的，智能控制类的，结合起来就可以实现智能家居的一小部分了。通过慢慢的学习和尝试，将我们住的环境进行改造，变得更加智能化，比如下面这个自动浇花系统。
自动浇花系统
这就是自动控制和自动检测的产物。自己制作一些有意思的东西去改变生活，如果你的脑洞够大，还可以做出更加有趣的东西，也许下一个物联网界的大咖就是你。
当然还有我们的 arduino单片机，这是一种比较简单的单片机，但功能也很强大，下面我们就来看看他可以diy出哪些的有趣东西吧。
ardiuno写字机 --图片来自网络
利用光驱DIY的一个写字机，很有创意的东西，如果动手能力强，有兴趣可以尝试一下哟。
arduinoLED显示器 --图片来自网络
arduino单片机也是一个做DIY产品的不错选择，自己设计出一些有趣东西出来，整个生活都变的更加智能化。通过自己的双手改变平凡的世界，从学习单片机开始。
写在最后:
通过几个小例子，向大家展示我们可以用单片机做什么，实现某个功能时可以用哪些模块，推荐一些比较有趣的小例子，实用的模块。我相信，如果对单片机感兴趣，认真去学习单片机，那么这些东西都是可以做出来的。
如果大家想要学习单片机，可以关注我点赞评论转发本文，然后私信我发送“01”，即可获得我整理收集的一些实用单片机学习资料。
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国产8位单片机中的一股泥石流｜姚永平和他的STC公司
中国是世界第一手机消费大国，但自主研发的半导体芯片相对落后，我们的核心芯片大多依靠进口。自中兴和华为事件之后，大众也终于明白自主研发芯片的重要性。
被称为最牛的转正备胎的华为海思麒麟芯片，是一款多核的处理器，应用在手机等移动设备上。
但我们生活中很多电子设备并不需要这么强的功能，只需要重复执行简单的指令即可。就有了不同于处理器的另一种芯片，叫做单片机 。
1、什么是单片机
单片机（Single-Chip Microcontroler），就是在芯片上实现一个计算机的功能。 利用集成电路加工技术，将处理器，存储器，定时器，通讯接口等功能集合在一个芯片上。在工业控制领域，消费电子领域都有着广泛的应用。
单片机不断扩充其功能，逐渐形成一种新的名称，与漫威电影宇宙重名（Marvel Cinematic Universe），也叫做MCU（Microcontroller Unit，微型控制单元） 。因为现阶段称呼的界定还没有那么明确，因此在本文中我们可以先认为单片机和MCU所指的是同一个东西。
单片机
单片机的分类方式很多。其中按照处理器的带宽，可将分为4位、8位、16位或者32位。这个位数代表了处理器一次可以处理多少位二进制数据。
带宽就好比是高速路的车道。同样的车流量，多车道车辆通过速度比单车道快，但同时造价也会更高。
目前市面上32位单片机已经占据单片机主要市场。根据智研咨询公司32位MCU行业报告，2016年我国32位及以上MCU市场规模已经达到41.59亿元。年度增幅超过10%。
但8位单片机并没有完全被淘汰，而且32位及更高速单片机，也是从8位单片机一点一点发展过来的。
2、8051——划时代的产物
最早的8位单片机是由美国英特尔公司在1980年推出的。但是它的型号不是用年份1980标识，而是80C51。
单片机开发
生产过这类单片机的厂商有英特尔，飞利浦，ATMEL等等。这些芯片的数据结构都源自于80C51，因此后来就统称他们为51单片机 。
目前学校里单片机课程还有在教授51单片机。51单片机在产品领域也依然有应用。
根据市场分析机构IC Insights的数据，2018年全球8位MCU的市场规模约78亿美元，市场份额依然能占到41%左右。
在价格方面，8位MCU售价约几块钱人民币，32位则在十几块人民币。因此在特定的应用领域，8位MCU仍有用武之地。
燚智能周教授物联网点评：
8位MCU肯定还会继续用下去的。
物联网要铺设更多的传感器，成本一定要够低。8位单片机的价格优势，足以用在小数据量的物联网场景中。虽然市场在减小，但短期内还不至于消亡。
再比如现在流行的无线充电，曾经火爆的共享单车的智能锁，日常生活中随处可用的咖啡机，四轴飞行器，数字电源，鼠标，门禁等等都可以看到8位单片机的身影。
根据CSDN平台，硬件智造协作平台一篇博文所拆解的某款共享单车锁。其使用的控制芯片就是TI公司的CC2541芯片，它就是一款带有蓝牙功能的51单片机。
电子锁内电路板
8位51单片机还会被用于无人机的控制。2016年1月乌克兰拆解了俄国的海鹰-10无人侦察机。除壳体以外，内部电子元器件都是进口的。点火器来自日本SAITO公司，卫星定位来自瑞士Ublox公司等等。
在这个万国荟萃的产品中，发现了两款中国的部件。深圳聚和源的锂电池和STC公司的51单片机。
3、独具特色的国产51单片机
国内研发生产8位51单片机，最有名的就是STC公司。
如果你打开STC官方网页就会发现，网站做的实在是惨不忍睹，堪比一股泥石流。
对比现在最流行的32位stm32单片机公司——ST公司美观简洁的网站，STC的网站就像一个庞大的产品文档目录。
STC官网截图
ST官网截图
虽然有些人觉得这样的设置，查阅资料不用点击进入下级目录，感觉还是很方便。但是这种山寨感十足的网站风格，让不知情人以为错误的进入哪个传销组织的网站。
STC是SysTem Chip（系统芯片）的缩写。创始人姚永平，在网络上几乎找不到太多的个人资料。只能通过寥寥几篇别人写的博客文章来了解他。
姚永平
姚永平曾给自己的公司起过三个备选名字：香港宏晶科技有限公司，深圳宏晶科技有限公司，南通国芯微电子有限公司，应为公司最早是1999年从深圳起家。最后选用的是第三个名字，到2017年又改名为江苏国芯科技有限公司。
据山东大学陈桂友教授介绍，姚永平毕业于东南大学，他的父亲是一名老志愿军战士。
“父亲1951年17岁加入中国人民解放军12军，并参加了著名的抗美援朝‘上甘岭战役’，先后荣立2个二等功，3个三等功。回国后，立即被保送进现昆明陆军学院深造。”
这也是为什么姚永平最终走上自主研发生产单片机的创业道路。因为在这种家庭环境中，对于国家的使命感，责任感会非常强烈的指引他的人生选择。
“我的创业也是逼出来的。1997年我在南京做研发，公司做不下去了，我被恩师林博士卖猪仔卖到深圳美商Amlogic（晶晨半导体），用8032CPU和DSP做VCD，再后来帮Zoran（美国卓然股份有限公司）做全球第一款超级VCD。再后Zoran进中国把我们挖了成立他们的研发团队。再后来无处安身的我后来只好自己出来创业用8032CPU做单片机。”
超级VCD是当时介于VCD和DVD之间的一种视频数据光盘存储方式，画面清晰度要高于VCD。这也是当时为了对抗DVD这种垄断性视频制式的一种手段。但最后还是成为一款鸡肋产品，被淘汰出市场。
但这样的经历给了姚永平足够的技术积累。以及我们必须有自己国产产品的急迫感。
STC公司LOGO
网友这样评价姚永平：
“他可以说是国内嵌入式行业的真正专家，他从创立STC开始，一直专注于51单片机。”
“从产品定义、文档设计到技术支持一把抓，全心扑在被大家认为没有前途，会被 ARM（32位单片机） 替代的51单片机上。他也从不走政府关系，也不拼命打广告做宣传，而是靠自己亲自做技术支持，获取技术人员的真实想法从而规划产品。”
“在其他做51单片机的厂家都退去的时候，他坚定的认为这反而是更好的机会。因为他们的退出恰好把原来的市场让给了STC，让STC的规模可以做的更大。”
“他认为单片机的最基本需求就是量大，而谁掌握了规模，谁就能做大，这个才是本质。”
最终51单片机成就了姚永平的事业。STC51单片机的特点总结起来有以下几点。
在同类型的芯片中是速度比较快的。利用这个特点可用于灯光的调光领域，有效的减少灯光的闪烁。供货稳定。因为是国产芯片，不受价格供货渠道等影响。就像文章开头提到中兴被制裁后的窘境就可想而知，稳定的芯片货源是对电子产品生产的保障。下载编程方便。串口直接下载，不需要像其他国外芯片那样搭配昂贵的编译器。立足于中低端市场，价格和性能权衡下来很有优势。另外在学校教学领域也有它的一片天地。另外8位51单片机在教学领域也有其独到之处。
从8位51单片机入手循序渐进，是快速掌握技术的重要手段。不能否认有些人直接从32位单片机入手学习。但笔者的学习经历认为，从8位单片机入门，再去接触32位单片机是比价合适一般人的学习路径。
在STC的数据手册附录中居然有一个章节，就是姚永平对51单片机教学的看法。
“在大学本科一门课程的学时只有64个，甚至好多都只有48个。学生用这些学时能把51单片机学懂，做出完整的成品。而如果用48个学时去学32位的单片机，则学生只能搞个函数调用。”
姚永平追求的是计算机技术国产化和普及的平民化。这也是很多中国从技术出身去创业人的追求。因此STC单片机真像一朵奇特的花朵，生长在中国的芯片相对贫瘠的土地之上。
4、STC在生态链上是失败的
一款单片机芯片，单独是不能撑起一个商业帝国的，需要的还是生态链的产品生态系统。
姚永平的STC公司，在这个方向开拓的就相对薄弱，因此到如今32位单片机盛行时，他的公司处于了一种不温不火的状态。
小米是国内业界生态链做的最好的几家公司之一，其提出的竹林理论 形象的描述了什么是生态链。
生态链公司内部如竹林的竹子。竹子之间通过根部互相联通，互相供给养分。老的竹子死去，新的竹子就能诞生。部分竹子养分不够，其他竹子可以过来弥补，使得竹林能保证四季常青。
除了芯片以外，单片机的生态链还包括硬件，嵌入式软件和软件开发工具，以及技术文档。
ST公司生态链
硬件部分包括评估板和开发板，调试器和量产工具。
相比于STC的产品，现在32位单片机的龙头企业ST公司，为自己的8位单片机两个系列中的S系列搭配一款评估板，三款探索套装板。L系列搭配两款评估板和两款探索套装板。
评估板和探索套装板面向不同的用户设计的。探索套装板除了芯片最核心功能，还会附带部分外设。而评估板则价格最贵，带有功能最全的外设。
光有硬件还不足以使单片机运行起来，还需要往里头写入程序。这时候就需要生态链的嵌入式软件和软件开发工具。
嵌入式软件包括硬件驱动，RTOS以及各种应用模块等等。
硬件驱动ST公司最开始使用的是库函数模式。就是我们可以在网站上下载到库函数文件在开发时使用。
但是其缺点是不直观，每个模块的功能需要单独去设置。如果想修改别人的范例或者自己的程序，经常会出现某个模块配置忽略，导致程序无法运行的状况，排查问题所花费的时间也很多。也不方便官方对库函数进行跟踪和更新。
另外就是对新手上手难度较大，新手一开始接触，就要看到大段大段的代码，会很快丧失学习兴趣。
目前ST公司推出的硬件驱动程序STM32CubeMX，将内部模块的功能和IO口配置做成图形交互的界面。让人看后一目了然，使得交互感提升很多，在如今读图盛行的年代使用起来会非常顺手。还可以吸纳更多的新用户，同时为老用户调试程序提高效率，并为后续更新提供了好的途径。
RTOS是实时多任务操作系统（Real Time Operating System）的缩写。可以为嵌入式系统提供多线程类似Windows系统的应用环境。
软件开发工具ST可以兼容第三方的开发系统，最常用的是美国的Keil。Keil最开始是给51单片机使用的，后期推出了ARM版本，可以兼容ST的嵌入式系统。
ST公司为了自己的生态链，在今年也推出了自己的开发系统STM32CubeIDE。将STM32CubeMX的底层驱动和C语言开发环境集成在了一起，增加了使用其生态链产品的粘性。
技术文档方面除了常规的数据手册和参考手册以外，ST公司提供大量应用笔记，为开发者提供很好的开发范例。
5、总结
STC公司和它的8位51单片机，给很多单片机开发领域者提供了进入行业的钥匙，也是中国国产芯片设计生产的前驱。
虽然随着时代的发展，有些跟不上潮流。时光会老去，STC公司也可能在今后不复存在。但是这种不屈不挠，特立独行，钻研到底的精神，以及对技术普及的责任感会永远的保留下来。在中国芯片不长的历史上，留下他不可取代的名字。
- END -
作者：米兰之翼。一手搞科研，一手带娃的奶爸。图片来自网络，文章欢迎留言指正。
参考资料：STC官方网站新浪博客单身狗的MCU乐园文章《宏晶STC单片机的前世今生》《姚永平和宏晶科技》头条号军车研究社文章《乌克兰缴获俄军无人机拆开看全进口零件 包括中国造单片机和电池 》与非门网站文章《全球卖了20多亿颗的8位单片机之王STM8S003为啥这么缺货》搜狐号电子发烧友网文章《51单片机领域的一个奇迹，半导体界我只服你！》百度好爱捣鼓文章《宏晶科技怎样续写国产STC单片机的传奇？》中国电子网技术论坛帖子《STC创始人姚永平：8051单片机全球领导者是如何炼成的》相关问答
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