1 概述

学完了模拟电路和数字电路后，开始进入学单片机了，我使用的教材是郭天祥的《新概念51单片机》。有了两大电路和编码基础后，单片机就相对容易多了。学习单片机的初衷是为了，自己做一个固话的来电显示系统，因为现在这种模块已经很难买到了，只能自己动手做。

2 Hello World

2.1 驱动与烧录

先进入STC的官网，下载最新的STC-ISP软件。

注意，在windows10下必须要安装CH340的驱动，不要用原Windows下的自带驱动。我在这里踩了坑，没有安装驱动后，烧录工具有时候能写进，有时候不能写进，十分头痛。

打开烧录软件后，选择好单片机的型号，串口，以及程序文件。点击下载按钮，注意，这个时候将VCC断开，再重新插回去，这样能强迫单片机复位。单片机复位后RSD和TXD才会开始侦听烧录的操作，一旦单片机复位后一段时间没有收到烧录请求后，他就会正常运行用户程序。

2.2 编码

下载keli uVision 4的版本，然后新建一个项目，CPU型号是Atmel的AT89C52。市面上绝大部分的51单片机都是以兼容这个CPU型号来开发的。

#include <reg52.h>
sbit led1 = P1^0;

void main(){
    led1 = 0;
}

新建一个main.c的文件，内容如上，然后将该文件加入到项目的Source Group里面。

最后是设置输出配置时，设置需要输出hex files，然后点击Build就能生成hex文件了。

2.3 硬件拼接

然后用面包板拼接以上电路，这是51单片机的最小电路，XTAL2与STAL1组成的晶振电路，VCC和GND组成的电源电路，RXD和TXD组成的串口通信和烧录电路。

注意，VCC和GND直接从USB转换端口获取5V来供电，RXD和TXD的标准用法是RS-232串口通信，但是现在一般电脑都没有这种串口了，我换成了CH340G芯片提供的，USB到RS-232串口的插口转换，所以在上一节中需要CH340的芯片驱动。

连接好电路，然后在烧写hex文件进去就可以了，烧写完成后，可以看到P1.0口的发光二极管长亮。

之所以使用面包板，就是因为面包板不需要焊接线路，直接用杜邦线就能连接，比较方便。

2.4 焊锡电路

因为最小电路板，晶振电路，开关经常会有用到，所以，就直接尝试焊接了一个常用的电路板，非常简单，也是第一次焊锡，纪念一下。

多次焊锡的失败以后，我获得的经验是：

要带口罩，味道很难受。要买高温海绵和烙铁台，便宜而且值得。
要用带调温功能的透明外壳的电烙铁，我用的是黄花的907，调温和保温功能很重要！另外，焊接的时候，必须先调好温度，然后让电烙铁到达了温度才去焊接，温度不够不要焊接！
焊一个点的时候，温度调成330度，先让电烙铁放上去，然后锡焊丝靠近铜与电烙铁的接触位，就能保证锡融化了，而且融在铜点上。因为，铜与高温都是能吸附锡的。
连接点的时候最好用电线，而不是焊锡线，因为焊锡线新手很不好做。
做焊锡线时，温度调成330度，先让电烙铁放上去，融化了两边的点，然后让焊锡丝在两个点之间的位置放上去，锡融化了后，会和两边的点的液体混合在一起，那么就成功了。这个时候，只要往上拿走电烙铁就可以了。
脱焊时，温度调成380度，先让电烙铁放上去，将点上的锡就吸走了，就ok。因为温度足够高，这个时候铜点不够电烙铁的吸引力大，所以锡只跟电烙铁走，不跟铜点走。
不用的时候，将电烙铁头都涂上一层锡，能避免氧化，这样耐用很多，而且保证了电烙铁头对锡的吸引力。

3 串口通信

3.1 代码

#include <reg52.h>
void SerialInit(){
    TMOD =((TMOD&0x0f)|0x20);
    TH1=0xfd;
    TL1=0xfd;
    SM0=0;
    SM1=1;
    REN=0;
}

void SerialRun(){
    TR1=1;
    ES=0;
}

void SerialSend(char* buffer, int length){
    unsigned int i;
    for( i = 0;i<length;i++){
        TI=0;
        SBUF=buffer[i];
        while(TI==0);
    }
    TI=0;
    SBUF='\n';
    while(TI==0);
}

串口通信的代码比较简单，串口通信前需要通信双方提前约定好一个波特率。而在单片机中，串口的波特率由定时器和晶振共同控制的。而且，为了让定时器触发的串口更加准确，我们会采用定时器的自动装载模式，晶振选用11.0592Mhz。SerialInit就是串口配置为9600波特率，SerialRun就是启动定时器，SerialSend就是逐字节地写入串口数据。

3.2 电路焊接

3.2.1 电路

现在PC机都没有传统的串口接口，我们一般会用USB转串口芯片来达成这个目的。于是，我们会用到CH340G的芯片，电路还是比较简单，但对于全新手的我还是遇到很多问题。

3.2.2 贴片电容焊接

CH340G的芯片是SOP封装的，引脚非常小，不能直接焊在洞洞板上的，需要用SOP转DIP板子来转换。但是，引脚还是太小了，我连续焊了两块都不成功，插上去以后无法正常运行，很崩溃。

然后我直接买了SOP转DIP的烧录座，然后将芯片放上去就可以了，不需要焊接，然后与洞洞板连接就可以了，很完美。当然，这样做仅仅是为了测试电路是否正确，真实使用还是免不了要好好锻炼SOP芯片的焊接技巧。

3.2.3 电容选择

在USB接口中，本身就带有5V电压。但是这个电压和地需要加两个电容

一个电容是0.1uf，它的作用是滤除输入电源中50Hz的滤波
一个电容是10uf，也有人用47uf电容，最好选择电解电容的方式，它的作用是滤除负载端频繁变化的电流变化。因为USB的最大瞬间电流限制为500mA，但USB负载的MCU芯片在启动的一瞬间，需要瞬间的大电流，就有可能触发这个限制，所以需要加这个电容。

3.2.4 安装驱动

说来惭愧，犯了更低级的错误，在win10没有安装CH340G的驱动。因为在CH340G芯片在win10下即使没有安装驱动，STC的烧录工具竟然也能用，但是无法烧录进去，一直说找不到STC芯片。

最后各种排查，竟然就是没有安装官方的CH340G芯片驱动。

3.2.5 成品

4 HT9032D

我们目前国内的来电显示信息是通过FSK调制在电话信号里面的，所以，我们需要一个FSK解调的芯片来获取这个固话的来电显示信息。

当然，我没有学过信号处理的知识，就只能求助于用专用芯片来解调FSK信号，这个专用芯片就是HT9032D。

4.1 电路

HT9032D的电路就是去掉了RDET1，RDET2，RTIME，DOUTC，CDET，RDET的接口，它相对HT9032C去掉了振铃功能，只保留了来电信息显示功能。另外，二极管就选用最常见的1N4148就可以了，1N4148的黑端就是负极端。输出端DOUT使用的是串口输出协议，波特率是1200。

这个元件相对多一点，我也调试了很久才搞定，完全是新手村的状态。

4.2 引脚接错

我开始就是对着这个图直接接上去的，发现没法用，花了很长时间才发现，这个图是HT9032B，不是HT9032D的，这是日了个狗。

然后重新在官网找datasheet，才发现它的引脚是这个才对，跟HT9032B有相同的引脚数量，但是位置调换了，活生生被自己蠢哭了。

4.3 复位接错

PDWN端设计是休眠功能，高电平的时候芯片进入掉电状态，避免工作，可以省电。低电平的时候芯片进入工作状态，然后才会进行FSK解码，DOUT才会有数据。

然后我自作聪明地让这个引脚直接接入GND端，发现DOUT端完全没数据出来。这个时候，我才老实地按照官方的指示，将这个接口接入电阻与电容组成的RC电路，实现开机复位的功能。使得这个引脚在接入的一瞬间是高电平的，然后过了一段时间后才是低电平。

而后，就正常多了

4.4 不停的数据输出

当PDWN处于低电平时，DOUT会有不停的数据输出，这是一种正常现象。即使没有来电，它依然会有数据输出。但是，当来电信息到来时，它的数据是不同的，会先有一段0x55的启动标志，然后是0x80的具体数据输出，然后就是复合数据消息格式(MDF)了。

4.5 无法多机使用

当我用洞洞板做好电路后发现，当该芯片只插一个电话线接口是正常的，但是同时该电话线也接了其他电话时就会失灵。我用串口调试助手发现，一旦这样接入后，DOUT输出的数据就不正常了，来电以后，缺少了0x80和0x55的数据。我发现解决办法有两个：

将该芯片的电话线输入，连接到其他电话的分机接口。
使用隔离芯片变压器。

具体原因就真的不太清楚，还需要继续了解学习。

4.6 成品

最后的成品就是这样了，有机会的话想学习用PCB打板做一个更美的。

5 总结

满足了一直以来的一个好奇心，电路是怎么设计和连接在一起的，真是很好玩！

参考资料

本文作者： fishedee

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51单片机学习