亲爱的读者大人，您捧起这本书，也许您只是被她另类的书名所吸引。如果您是一名学子，想自掏腰包买一本单片机入门教材，应付即将到来的毕业设计；或者您是一位单片机应用工程师，为了加快项目的进程，想找一本公司能报销的芯片手册，那么这本书也许是不适合您的。请您轻轻地将这本书放下……这本书，和您以往看到的所有的单片机方面的书都不同，书中将网络中自由的语言艺术与现实中严谨的科学技术相结合。全书的风格以轻松诙谐的笔调为主。作者力图摆脱传统技术类书籍说教式的表述形式，让读者耳目一新，在轻松的交流过程中获得共鸣。

本书是作者在从事单片机开发与应用的过程中，将实际经验教训和心得感悟加以总结、整理而成的工作手记。每篇手记论述一个专题，独立成篇，同时又相互关联。全书内容包含入门基础、经验技巧、设计案例及网络杂文四个部分。

书中将网络中自由的语言艺术与现实中严谨的科学技术相结合。全书的风格以轻松诙谐的笔调为主。作者力图摆脱传统技术类书籍说教式的表述形式，让读者耳目一新，在轻松的交流过程中获得共鸣。

本书的读者对象为单片机领域的开发工作者以及有志于学习、钻研单片机技术的所有人员。

第一部分 入门基础

手记1 单片机入门知识与基本概念

手记2 单片机的汇编指令系统

手记3 编程思路漫谈

手记4 程序设计阶段漫谈

手记5 MC68HC908应用札记

手记6 天梯——MSP430学习札记

手记7 EMC单片机指令应用的误区与技巧

手记8 EMC单片机的伪指令与宏的应用

第二部分 经验技巧

手记9 10种软件滤波方法

手记10 一阶滤波算法之深入研究

手记11 分段线性插值算法之深入研究

手记12 移位法在乘除运算及数制转换中的妙用

手记13 按键漫谈

手记14 单键多击的检测程序

手记15 串口七日之创世纪篇

手记16 用普通I／O口实现单线单工通信

手记17 用普通I／O口检测模拟值

手记18 功率调节与过零检测

第三部分 设计案例

手记19 梦幻时钟摇摇棒大揭秘

手记20 汽车组合仪表开发手记

手记21 空调遥控器开发手记

手记22 手机锂电池充电器设计白皮书

第四部分 网络杂文

手记23 《大话篇》系列

手记24 《匠人夜话》系列

手记25 匠人的论坛文集

手记26 匠人的博客文集

手记27 21ICBBS人物志

手记28 《网络心路》之匠人版(连载)

单片机的一个主要作用就是数据信息的处理，而在处理数据的过程中，需要一些“容器”来存放这些数据。这就好比烧饭要用到锅碗瓢盆一样。在这里，我们称这些“容器”为“存储器”。

存储器的物理实质是一组(或多组)具备数据输入／输出和数据存储功能的集成电路，用于充当设备缓存或保存固定的程序及数据。存储器按存储信息功能的不同，可分为只读存储器ROM(Read Only Melnory)和随机存储器RAM(Random Access Memory)。

关于存储器，读者需要了解以下几个概念。

1．ROM

ROM(Read Only Memory)，即只读存储器。ROM中的信息一次写入后只能被读出，而不能被操作者修改或删除。一般用于存放固定的程序或数据表格等。

当然，“只读”这个“传统”的概念有时是可以被一些新特性的器件颠覆的。下面介绍的这两种类型的ROM就可以使用适当的方法进行擦除或改写。

(1)EPROM

EPROM(Erasable Programmable ROM)。与一般的ROM的不同点在于，它可以用特殊的装置擦除或重写其中的内容。

(2)闪存(Flash Memory)

闪速存储器(Flash Memory)，又称PEROM(Programmable and Erasable ROM)。它是完全非易失的，可以在线写入，并且可以按页连续字节写入，读出速度快。

2．RAM

RAM(Random Access Memory)，即随机存储器。这就是我们平常所说的内存，主要用来存放各种现场的输入／输出数据、中间计算结果，以及与外部存储器交换信息，或是作堆栈用。它的存储单元根据具体需要可以读出或改写。

RAM只能用于暂时存放程序和数据。一旦电源关闭或发生断电，RAM中的数据就会丢失。而ROM中的数据在电源关闭或断电后仍然会保留下来。这也许就是二者最大的区别吧。

3．累加器(ACC)

累加器(Accumulator)是一种暂存器。它的作用是存储计算所产生的中间结果，提升系统的计算效率。事实上，数学逻辑单元(ALU)访问累加器的速度要比访问RAM更快。

比如，我们要对一列数字进行求和运算。只要先将累加器设定为零，然后将每个数字顺序累加到累加器中；当所有的数字都被加入后，再将结果(和值)写回到目标内存中。

说白了，累加器就是数据跳舞的舞台。四、I／O口

I／O口是单片机与外界联系的通道。它可对各类外部信号(开关量、模拟量、频率信号)进行检测、判断、处理，并可控制各类外部设备。单片机通过I／O口感知外界的存在，而外界也通过I／O口感知单片机的存在。根据黑格尔的唯心主义学说，“我知故我在”，没有I／O口的单片机是不存在的，或者说是没有必要存在的，呵呵。当然，匠人是唯物主义者。

现在的单片机I／O口已经集成了更多的特性和功能。因此，在学习某一款单片机时，需要先了解其I／O口具有哪些特性和特殊的应用功能(不同的单片机是有所差别的)，并因地制宜设计外围电路、编写控制软件，充分发挥该I／O口的优势。

1．输入／输出概念

大多数I／O口都是双向三态的。根据具体应用情况，可以分为输入口和输出口。输入口用来读取外部输入的电平信号，输出口则用于对外输出一个电平信号。

有些单片机(如PIC)允许设置I／O口的输入／输出状态。这样做的好处是可以让I／O口适应更多的应用环境：当I／O口处于输入状态时，对外表现为“高阻态”；而当I／O口处于输出状态时，对外可以提供更大的灌电流或拉电流，这样可以直接驱动一些如LED之类的负载，无需再外扩驱动电路了。

2．输入门槛电平

对于MCS-51系列单片机来说，输入电平低于0．7 V就是低电平，高于1．8 v就是高电平。如果输入的电平介于二者之间，那么CPU在读取该I／O口时可能会得到一个不确定的错误数据。一般来说，我们不希望输入口上出现这种模棱两可的电平状态(除非那个口是ADC检测口)。

3．最大输出电流

这个特性是针对输出来讲的。最大输出电流包括两种：灌电流和拉电流。灌电流是指当I／O口输出“0”(低电平)时允许灌入(流入)该I／O口的电流；拉电流则是指当I／O口输出“1”(高电平)时允许流出的电流。

4．输出电平

这个特性是也针对输出来讲的，包括两种：高电平(输出“1”时)电压和低电平(输出“0”时)电压。

理想状态上来说，输出高电平应该等于单片机的工作电压V∞但是实际由于内阻的关系，输出高电平会略低于V∞。尤其是当拉电流较大时，高电平会被进一步拉低。同样的道理，输出低电平也往往不是正好等于OV，而是有可能比OV高出一点。

5．I／O口附加功能

许多单片机都为I／O口集成了许多新的功能控制，包辑内部上拉／下拉电阻功能、R—OP—TION功能以及漏极(或集电极)开路功能。如果能够合理地使用这些功能，就可以简化外围工作电路。  6．I／O口功能的拓展与复用

包括中断、唤醒、ADC检测以及PWM输出等。

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亲爱的读者大人，您捧起这本书，也许您只是被她另类的书名所吸引。如果您是一名学子，想自掏腰包买一本单片机入门教材，应付即将到来的毕业设计；或者您是一位单片机应用工程师，为了加快项目的进程，想找一本公司能报销的芯片手册，那么这本书也许是不适合您的。请您轻轻地将这本书放下……这本书，和您以往看到的所有的单片机方面的书都不同。她应匠人的兴趣爱好而写就，是为那些对单片机技术也有着同样强烈的钻研兴趣的人准备的。也许她可以让您领悟一些东西，提高某一方面的功力，但是她无助于为您实现一个短期的功利目标。当匠人第一次接到来自北京航空航天大学出版社的出书邀请时，匠人并不认为自己适合于写书。匠人觉得，写书这种活儿，应该是由教授和专家们来干的。如果由匠人来写，则有可能误人子弟，并有极大可能砸了北京航空航天大学出版社的招牌。然而，北京航空航天大学出版社的胡晓柏先生以他执著的信念及热情的鼓励，慢慢地打消了匠人心头的顾虑。在这个草根时代，写本书也不是什么大不了的事情。在确认了写书的目标后，匠人就这本书的内容和文风进行了思考。匠人究竟应该写一本怎样的书？作为作者的匠人，和作为读者的您，我们究竟需要什么？我们可能不再需要一本新的单片机C语言教程了，因为这一类的书已经有了很多。我们也不再需要一本汉化的芯片应用手册了，因为这是芯片厂家和代理商该做的事情。我们不再需要说教和灌输。我们需要的，是经验的交流和分享，是思想的碰撞和激荡。那么，就让写书的人和读书的人，都放松一点吧。就像在网络上一样。是的，就像在网络上一样。实际上，这本书中的许多内容，正是匠人当初在网上发表过的。其中包括一些技术类文章（如网络版的《匠人手记》系列）和非技术类的网络杂文（如《匠人夜话》系列）。这些文章，经过整理加工，被包装一新后重新呈现在您的面前。这本书的另一部分内容，来自匠人雪藏多年的日常工作笔记。那是匠人心血的凝聚。同样地，这些笔记也得到了提炼。而匠人则在这种完善中体验到了乐趣。另外，匠人还选择一些新题材，补充了部分手记，以便能够与既有的篇章内容呼应，形成一个比较有层次的体系。这部分内容，主要包括一些单片机入门的基础知识和针对具体案例的分析。

而整本书的风格，则延续了匠人在网上的一贯文风，以轻松诙谐的笔调为主。匠人试图将网络中自由的语言艺术与现实中严谨的科学技术相结合。这是一种大胆的尝试。既然螃蟹注定是要被人吃的，那么我们为什么不去尝试，做第一个吃螃蟹的人呢？这本书并不是针对某种单一类型的单片机的开发应用指导。匠人在实际工作中，会根据不同的设计需要，去选用不同种类的单片机。虽然不同的芯片之间会有差异，但设计的理念是相通的。因此，在本书中，您会看到多种单片机共存、汇编语言和C语言并举的情况。匠人接触单片机已经有十多个年头了。在这十几年里，匠人有幸见证了我国单片机事业的发展和壮大。从当初的MCS51系列一统江山，到现在的欧美日韩以及中国台湾和大陆国产的各家单片机的百花齐放。繁华的背后，是无数和匠人一样的单片机工作者默默的耕耘和进取。而更多新的技术正在引领我们走向未来。感谢匠人的同事及亲友们，他们为本书提供了帮助。范嘉俊为本书绘制了部分电路图，潘志伟为本书编写并调试了部分例程。另外，还要感谢施东海、徐志庄、葛林、李素高、庞强、郭李晔、程怡、尚晓静、陈瑾、张秀平、邓胜、胡祥玲、张丽、吴英、张金发、吴淑如、刘传英、胡殿乐、胡祥军、胡祥华、周广菊、王小玲、洪争齐等人的帮助。感谢21ICBBS上的网友们，他们给了匠人创造的灵感和激情，并就本书提出了良好的意见和建议。感谢北京航空航天大学出版社的胡晓柏先生在整个写书过程中给匠人的支持和关心（其实匠人更感念的是他的执著）。这本书是匠人利用业余时间编写的，因此离不开匠人的父母妻女的支持。如果没有他们给匠人营造一个温馨宁静的家，匠人是没有这等写书的闲工夫的。因此，匠人要在此表达对他们的爱。匠人的水平有限，时间也有限，书中的错误和不妥之处在所难免。恳请广大读者大人批评指正。有兴趣的朋友，可以到匠人的个人博客——《匠人的百宝箱》（http://cxjr.21ic.org）来做客；或者登陆21IC中国电子网论坛（http://bbs.21ic.com）参与技术讨论；或者加入《匠人手记》EDN书友会小组（http://group.ednchina.com/628/)。您也可以发送电子邮件到：zj_artisan@hotmail.com，与匠人进一步交流。这些网址和邮箱不必刻意去记，您只需在网络搜索引擎上搜索“程序匠人”、“匠人的百宝箱”或“匠人”等关键字，即可找到匠人。匠人也许就在您身边。

程序匠人2008年3月

于上海手记

终于到了写后记的时候。一般来说，这也就代表该给一件事情盖棺定论了。让匠人庆幸的是，这个写书的“痛苦”过程终于要结束了。这本书的价值，将由作为读者的您去评判。匠人终于可以轻松下来了。

回味写书时的无数个孤灯独明的夜晚。随着书稿字数的不断增长，匠人也经历了一个持续不断的深入思索和重新发现的过程。文思翻滚时的欣喜和搜肠刮肚时的焦躁，交织在对未来的期盼里。而这样的一份特殊历程，终将成为匠人生命的一部分。

也许还应该对匠人的成长历程做一个交待，但那些自恋的话题未必是读者您感兴趣的。而匠人始终坚信：技术源于积累，成功源于执著。放下浮躁，才能摆脱困扰。

 愿我们共勉。

程序匠人

2003年3月于上海