本教程使用EasyElectronics开发板: EasyElectronics是一款基于AVR单片机的开发板.AVR单片机是基于改进的哈佛架构.8~32位的一系列RISC微控制器,最初由Atmel公司于1996年推出,特点在于高性能与低功耗之间的平衡.AVR单片机有众多型号,现在常用的有ATtiny.ATmega与ATxmega系列.AVR单片机上一般都带有定时/计数器.SPI.I²C.USART.模拟比较器.模数转换器等外围设备. EasyElectronics拥有丰富的板载资源: 核心部分…

今天去交大密院参观了设计展,无外乎两个主题:Arduino.Python. 关于Python,我印象最深的是一位Python程序员的话:你要硬核的话,可以去那边看Java. 拜托,都9102年了,Java已经算得上硬核了?是Python太好用,还是Java版本更新太快了?真正的硬核,绝对BrainFuck莫属,如果要实际一点,也是C++.Haskell之辈,当Java在他们口中称得上硬核的时候,我觉得我可以换一个展台了. 于是我来到了全是Arduino的楼层.看到那么多Arduino,我不禁疑惑…

背景(一) 寒假里做了一个灯带控制器: 理想情况下我应该在一个星期内完成这个项目,但实际上它耗费了我几乎一整个寒假,因为涉及到很多未曾尝试的方案.在这种不是很赶时间的.可以自定目标.自由发挥的项目中,我喜欢这么做. 简要介绍一下这个项目.硬件部分: 12V直流电源供电,开关降压到4V,LDO降压到3.3V,三路供电: 使用STM32G030KBT6单片机,基于Cortex-M0+: 12V灯带用异步降压驱动: WS2812B灯带的数据用SPI信号加上一定的逻辑运算生成: OLED屏通过I²C连接…

更新:EasyElectronics Library v1.1手册 索引: bit.h delay.h pin.h tone.h pwm.h uart.h adc.h led.h rgbw.h segment.h buzzer.h button.h switch.h rotary.h pot.h ldr.h dac.h exout.h exin.h lcd.h 进度: 全部代码已完成: 手册已完成:bit.h delay.h pin.h led.h rgbw.h button.h 1. 概述 1…

我们已经学习了如何使用按键和拨动开关,不知你有没有好奇 button_down 和 switch_status 等函数是如何实现的.本篇教程带你一探究竟,让我们从按键的原理开始. 在原理图中,按键的符号如下图所示: 符号很简单,就是两个触点上方有一个动片,当按下时与两个触点接触.实际上按键内部的机械结构大体上就是这样,实现的功能是,没有按下时两端断路,按下时两端短路. 还有一种画法是这样的,即电键: 就按键内部的机械结构来说,第一种更加真实,但从电路角度来看,两者没什么区别. 但是我们的开发板上…

好久没更新了,今天开始继续,争取日更. 今天我们来讲按键.开发板的右下角有4个按键,按下会有明显的“咔嗒”声.如何检测按键是否被按下呢?首先要把按键或直接或间接地连接到单片机上.与之前使用的4个LED不同,4个按键没有全部连接到单片机上——左边2个是连接的,右边2个通过按键上方标有B2.B3的接口引出(从左到右分别为B0.B1.B2和B3).如果要使用B2.B3,要用杜邦线连接到16个单片机引出针脚上. 开发板库中与按键相关的函数定义在 <ee1/button.h> ,这里是库函数手册.值得一…

我一直觉得现在的网络环境对电子技术的学习有一点问题,但始终无法确切地指出,更何况网络上相关资源已经那么丰富. 但我觉得是问题的,无论它到底是不是问题,对我来说总归是一个问题.我学习也不算深入,很多东西都没机会.没时间去接触,站在我现在的立场,我之前走了许多弯路,这就是我说它有问题的原因. 单片机是应该自学的,因为它涉及到并应用于方方面面,广泛程度使课堂只能占学习的一小部分.单片机也是适合自学的,只有在不断的尝试与实践中才能获得经验.但是网络环境似乎对自学并不友好. 单片机有两大阵营,以Ardui…

ADC 计算机的世界是0和1的.单片机可以通过读取0和1来确定按键状态,也可以输出0和1来控制LED.即使是看起来不太0和1的PWM,好像可以输出0到5V之间的电压一样,达到0和1之间的效果,但本质上还是高低电平. 但是,世界上终究还是有0和1无法表示的.如果引脚上被施加0到5V之间的电压,寄存器PINx无法告诉我们具体情况,只能指示这个电压是1.5V以下还是3V以上(参考数据手册"Electrical characteristics").这种可以连续变化的信号称为模拟信号,与离散的.…

本文隶属于AVR单片机教程系列.   在用DAC做了一个稍大的项目之后,我们来拿ADC开开刀.在本讲中,我们将了解0.96寸OLED屏,移植著名的U8g2库到我们的开发板上,学习在屏幕上画直线的算法,编写一个示波器程序,使用EEPROM加入人性化功能,最后利用示波器观察555定时器.放大电路.波形变换电路的各种波形. OLED屏 我们使用的是0.96寸OLED屏,它由128*64个像素点构成,上16行为蓝色,下48行为黄色,两部分之间有大约两像素的空隙.虽然有两种颜色,但每个像素点都只能发出一种…

本文隶属于AVR单片机教程系列.   在系列教程的最后一篇中,我将向你推荐3个可以深造的方向:RTOS.C++.事件驱动.掌握这些技术可以帮助你更快.更好地开发更大的项目. 本文涉及到许多概念性的内容,如果你有不同意见,欢迎讨论. 关于高层 这一篇教程叫作"走向高层".什么是高层? 我认为,如果寥寥几行代码就能实现一个复杂功能,或者一行代码可以对应到几百句汇编,那么你就站在高层.高层与底层是相对的概念,没有绝对的界限. 站得高,看得远,这同样适用于编程,我们要走向高层.高层是对底层的封…

好久没写这个系列了.今天讲讲旋转编码器. 旋转编码器好像不是单片机玩家很常用的器件,但是我们的开发板上有,原因如下: 旋转编码器挺好用的.电位器能旋转的角度有限,旋转编码器可以无限圈旋转:旋转时不连续,有卡点,适合对应离散数据. 开发板上选用的旋转编码器,使用起来简单.方便. 本来旁边的电位器(旋钮,以后会讲)一枝独秀,挺孤单的,我就配一个高度大致相同的旋转编码器陪伴它. 今天我想写旋转编码器,于是在网络上搜索了一下,相关资料很少.最基本地,旋转编码器的作用是将角位移.角速度等机械量转换为电信号…

先解答之前一个思考题:如果不把引脚配置为输出而写高电平,连接LED会怎样? 实验结果是,LED会亮,但相比于输出高电平的情况,亮度很低.这是为什么呢? 通过上一篇教程我们知道,引脚输入输出模式是由寄存器DDRx中DDxn位控制的,可以推断出 pin_mode 函数会改变一个引脚对应的DDxn值,输入为0,输出为1,而其复位后的值为0,即输入,因此如果不把引脚配置为输出,它的模式就是输入.类似地 pin_write 函数会改变PORTxn,其值为函数的第二个参数. 所以不配置输出而写高电平的结果就…

从上一篇教程中我们了解到,按键与开关的输入本质上就是数字信号的读取.这一篇教程要讲的是,控制LED的原理是数字信号的输出.数字IO是单片机编程之有别于桌面编程的各项内容中最简单.最基础的. 在讲数字信号输出之前,我们先来了解一下它控制的器件.LED,是一种二极管,在理想模型中,加以正向电压会发光,反向电压则不会.在稍微实际一点的模型中,当正向电压超过一定阈值时,二极管会发光,其电流会随着正向电压的增大而急剧增大:对反向电压的耐受力也是有限的.现实中的LED的具体参数因生产厂家而异,一般红色与黄色…

之前我们做的闪烁LED和流水灯,灯效都是循环的.这次我们来尝试一些不一样的——每一次随机选择一个LED并点亮. 要实现随机的效果,我们要用C语言标准库中的相关设施: #define RAND_MAX /*implementation defined*/ int rand(); void srand(unsigned seed); 以上设施都定义在 <stdlib.h> 中.其中,rand() 可以返回[0, RAND_MAX ]范围内的伪随机整数,srand() 用于给 rand() 提供种子…

上次我们用 delay 函数与 while 循环实现了一个LED的闪烁.这一次我们把所有LED加入进来,让它们依次闪烁,形成流水灯的效果. 开发板上有4个LED,我们可以用不多的语句把循环体直接描述出来(看看就行,不用敲): led_set(LED_RED , LED_ON); delay(); led_set(LED_RED , LED_OFF); led_set(LED_YELLOW, LED_ON); delay(); led_set(LED_YELLOW, LED_OFF); led_s…

上次我们把LED点亮了.你可能已经试过把 LED_RED 换成其他灯,也可能已经用 led_on() 把所有LED一起点亮了.但是LED点亮以后,程序就退出了,之后LED一直没有暗,直到没有供电.这一次,我们用程序来控制LED的亮和暗. 新建一个C executable项目,选择ATmega324PA单片机,在项目属性中添加库libee1,将配置改为Release.这是本教程现阶段中每一次新建项目都要做的.我刚才尝试用project template简化,然而设置无法导入. 默认生成的main.…

做了这么多准备,我们终于可以开始用开发板做点事了. 单片机编程与计算机编程有一些不同点.程序都要有零个或多个输入.一个或多个输出,这是两者都有的,但是计算机编程的输入输出主要靠控制台,而单片机没有. 单片机的英文是microcontroller,主要作控制用途,它对设备的控制就是它的输出,从设备读取的信息就是它的输入.计算机编程中,提供了scanf.printf等函数来做输入输出,单片机虽然也有这一些函数,但它们往往是在串口上收发数据,最终还是在电脑上显示的.单片机对它连接的设备的控制,主要通过…

本文隶属于AVR单片机教程系列.   中断,是单片机的精华. 中断基础 当一个事件发生时,CPU会停止当前执行的代码,转而处理这个事件,这就是一个中断.触发中断的事件成为中断源,处理事件的函数称为中断服务程序(ISR). 中断在单片机开发中有着举足轻重的地位--没有中断,很多功能就无法实现.比如,在程序干别的事时接受UART总线上的输入,而uart_scan_char等函数只会接收调用该函数后的输入,先前的则会被忽略.利用中断,我们可以在每次接受到一个字节输入时把数据存放到缓冲区中,程序可以从缓…

本文隶属于AVR单片机教程系列.   到目前为止,我们的开发板只能处理很小量的数据:读取几个引脚电平,输出几个LED,顶多用数码管显示一个两位数字.至于输入一个指令.输出一条调试信息,甚至用scanf和printf来输入输出,在已经接触过的这些器件上是难以想象的.而本讲"串口发送"与下一讲"串口接收",将打开这一扇大门. 硬件 本讲的主题是UART(Universal Asynchronous Receiver-Transmitter,通用异步收发器),俗称串口.实…

本文隶属于AVR单片机教程系列.   上一讲中,我们实现了单片机开发板向电脑传输数据.在这一讲中,我们将通过电脑向单片机发送指令,让单片机根据指令控制LED.这一次,两端的TX与RX需要交叉连接,单片机TX连接串口工具RX也是需要的,因为程序会根据指令反馈信息. 为了简单起见,我们的程序只需要控制4个板载LED.指令包含两个字节:第一个字节为r.y.g.b中的一个,分别表示红.黄.绿.蓝灯:第二个字节为0或1,表示灯不亮或亮. 然而,a2这样的指令是没有意义的,却是可能出现的.即使用户已经熟悉了…

本文隶属于AVR单片机教程系列.   引子 定时/计数器(简称定时器)是单片机编程中至关重要的一部分,再简单的单片机也会带有定时器. 也许你会觉得我们已经在delay函数中接触过定时器了,然而并不是,它只是软件地通过"浪费时间"来实现延时.我们接触定时器在数码管中,segment_auto函数可以自动完成动态扫描,好像在main函数背后又开了一个线程,两者并行执行一样.这就用到了定时器中断. 中断是一种必要的程序流程控制方法,但这两讲我们先聚焦于利用定时器来输出波形. 本讲中,我们用定…

本文隶属于AVR单片机教程系列.   PWM 两位数码管的驱动方式是动态扫描,每一位都只有50%的时间是亮的,我们称这个数值为其占空比.让引脚输出高电平点亮LED,占空比就是100%. 在驱动数码管时,我们迫不得已使占空比为50%,因为不能让两位真正同时地显示不同的数字.但是,我们也可以有意地让LED的占空比不到100%,以降低其亮度. 占空比是可以用程序来调节的.下面的程序允许用户用按键调整蓝色LED的占空比,并通过数码管来显示. #include <ee1/ee.h> #define DU…

本文隶属于AVR单片机教程系列.   显示屏 开发板套件里有两块屏幕,大的是LCD(液晶显示),小的是OLED(有机发光二极管).正与你所想的相反,短小精悍的比较贵,而本讲的主题--LCD1602--功能较少,使用起来也简单很多. 这块屏幕的显示是以字符为单位的.每个字符都是8像素高,5像素宽.1602这个名字,来源于显示字符的数量,共2行,每行16个字符.出售1602的商家提供了一份文档:提取码8c1u. 硬件 一个典型的1602显示屏有16个引脚(还有些模块是用串行总线驱动的): 名称 功能…

本文隶属于AVR单片机教程系列.   在第一期中,我们已经开始使用UART来实现单片机开发板与计算机之间的通信,但只是简单地讲了讲一些概念和库函数的使用.在这一篇教程中,我们将从硬件与软件等各方面更深入地了解UART. USART组件 一直在讲的UART其实是USART组件的一部分,USART比UART多了同步的一部分,但这一部分用得太少(我从来没用过),而且缺乏实例,所以就略过了.然而,单片机的设计者很机智地把这个鸡肋功能升华了一下,USART组件可以支持SPI模式.SPI是一种同步串行总线,…

本文隶属于AVR单片机教程系列.   开发板上有4个按键,我们可以把每一个按键连接到一个单片机引脚上,来实现按键状态的检测.但是常见的键盘有104键,是每一个键分别连接到一个引脚上的吗?我没有考证过,但我们确实有节省引脚的方法. 矩阵键盘 这是一个4*4的矩阵键盘,共有16个按键只需要8个引脚就可以驱动.我们先来看看它的原理. 每个按键有两个引脚,当按键按下时接通.每一行的一个引脚接在一起,分别连接到左边4个端口,称为"行引脚":每一列的另一个引脚接在一起,分别连接到右边的4个端口,称…

本文隶属于AVR单片机教程系列.   单片机的应用场景时常涉及到模拟信号.我们已经会使用ADC把模拟信号转换成数字信号,本讲中我们要学习使用DAC把数字信号转换成模拟信号.我们还将搭建一个简单的功率放大器电路,用DAC通过扬声器播放音乐. SPI总线 集成DAC的单片机不多,ATmega系列就不在此列.我们将要使用的10位ADC是通过SPI总线通信的,因此我们先来学习SPI总线. SPI是一种同步串行通信总线,支持全双工通信.所谓同步,就是有时钟信号,类似上一讲中的595和165,并且硬件实现上…

上一篇教程中我们学习了如何读取按键状态.而按键的动作,比如单击,至少需要两个状态才能判定,长按.双击的判定更加复杂.今天我们来学习如何使用库函数判断按键单击,以及其实现原理. 我们要实现的是:当一个按键被单击时,一个LED的状态改变(即亮变暗,暗变亮):4个按键对应4个LED.利用库提供的 button_pressed 函数,很容易就能实现这个功能. #include <ee1/button.h> #include <ee1/led.h> #include <ee1/dela…

本文隶属于AVR单片机教程系列.   第一期挺让我失望的,是我太菜,没有把想讲的都讲出来.经常写了很多,然后一点一点删掉,最后就没多少了. 而且感觉难度不合适,处于很尴尬的位置.讲得简单,难的丢给库,库源码也不公开.作业题倒是难得一批,我自己都差点不会做. 以前看不起那些死讲知识点的书,现在明白,把知识点写活太难了.尤其是单片机这边,知识点本来就杂,难以组织. 本来想后面慢慢讲电路.总线.中断等的,但一觉得太累,二觉得讲不好,于是就改了计划. 目前暂定第二期有6讲: 定时器中断:中断基础.定时器…

在按键的上方有4个拨动开关.开关与按键,在原理和使用方法上都是很类似的,但有不同的用途——按键按下后松开就会弹起,而开关可以保存其状态. <switch.h> 定义了与开关相关的函数.switch_status 对应 button_down ,switch_changed 对应 button_pressed ,使用与按键是基本相同的. 这里通过一个异常简单的例子来演示开关函数的使用,并说明开关操作与按键的细微差别:使LED与开关状态保持同步. 仿照上一篇教程,我们可以简单地把 button_p…

源码链接都在后面 前面的都是介绍单独的WIFI,没有和单片机结合起来,因为做项目很少会只用WIFI模块.大多数都是WIFI模块作为中转数据的桥梁,单片机负责 数据采集,控制等等,所以自己准备出一套51单片机+WIFI模块和32+WIFI模块的教程,当然先出51单片机的, 自己的规划是 51单片机: 配合WIFI模块实现采集和控制 WIFI模块: 先讲AT指令开发(TCP,UDP),然后是LUA开发(TCP,UDP,MQTT等等各种功能),最后是SDK开发(TCP,UDP,MQTT等等),当然这些…