代码收藏家技术教程 2024-07-10

基于51单片机的上位机图像处理与嵌入式模块部署（MCU项目1）

到目前位置，我们借助于qt和apm32 mcu芯片，实现了大多数功能。大家如果回过头来看，其实这些功能并不复杂。从固件的角度来看，主要就是实现了ad读取，并且根据配置条件，确认是否进行蜂鸣器的告警。而从上位机的角度来说，核心的功能就是查看当前ad的采样数值，另外一个功能就是对于阈值的设定和读取。

上位机自不必说，一般都是pc或者是嵌入式linux完成的。如果从降成本的角度来说，用8051来实现apm32的相关功能也是完全可以的。

1、8051单片机

8051单片机的内存不大，一般只有几百个字节，大的也只有几k空间。flash的话，一般也就几k到几十k空间。如果折算成代码行数的话，通常就是几百行到几千行代码。此外，频率一般也就是几十M，很少超过100M，所以实现的功能都比较单一。

2、开发方法

8051的开发工具是keil-c51，和我们arm mcu开发的工具keil差不多。唯一不同的，keil-c51不需要安装单独的pack。最简单的工程可能就两个文件，一个汇编文件，一个main.c文件。

3、烧录方法

一般8051芯片上面有一个串口是专门烧录的，比如stc的8051单片机STC89C52RC。我们借助于stc-isp这个烧录工具+com串口，就可以实现hex文件的烧录了。烧录的时候选择好51类型、端口、hex文件之后，直接单击下载按钮，需要冷启动一下51开发板，这个时候就可以烧录成功了。

4、调试方法

不过比较遗憾的是，8051之前是没有办法进行单步调试的，如果需要调试的话，可能只能通过串口打印了。另外如果没有实物的话，可以通过Proteus这个软件来仿真也是不错的方法。

另外一个我个人用的比较多的方法，就是借助于windows的vs工具，把一些和硬件底层无关的代码提前开发好，这样也能节省一部分时间。当然调试的方法，不仅依赖于软件，有的时候还需要万用表、示波器，所以这有赖于自己综合能力的提升。

5、8051一般有哪些外设

基本的外设，8051其实都是包括在内的，只是8051 cpu的频率低了一点，所以给人一种低端的感觉。但是事实上只要和场景匹配，不管是用8051、还是arm mcu 或者dsp，其实无所谓的，能解决问题就好。通过，8051单片机里面，gpio、uart、timer、spi、iic、ad、pwm、watchdog这些基本的外设都是存在的。不同的8051单片机，差别一般体现在gpio个数、ram大小、flash大小和外设的个数上面。

另外就算不存在的硬件接口，也可以通过gpio仿真出来，无非就是速率低一点而已。

6、8051上出现比较少的外设

和mcu相比较，8051单片机一般没有can、usb、sdio、eth这些复杂一点的外设。因此，如果你的场景用到上面说的这些外设，最好还是选用arm mcu。更不要说图像处理这种对cpu要求较高的场景了。

7、8051独特的eeprom

有一些8051芯片内部含有eeprom，可以保存一些配置数据，这在arm mcu里面是不多见的，比较新奇。

8、软件开发方法的差别

虽然很多时候，8051单片机和arm mcu一样，都是1~2个人完成的，但是arm mcu明显能做的事情更多。比如，它可以添加rtos、可以添加lwip协议栈、可以添加fatfs文件系统，甚至可以添加usb协议栈，这些都是8051没有办法做的，所以总的来说还是看场景、看需求。

9、独立、小巧的设备更适合8051

简单来说，如果一个设备不需要和外界通讯，或者说即使通讯，也不需要很高的速率，那么8051无疑是最佳的开发平台。gpio负责输入输出、uart负责上位机通信、spi和iic负责和其他芯片通信、ad负责感知外界世界、pwm负责控制电机，即使自己做不了的事情，也是可以通过spi接口、iic接口、uart接口借助于第三方芯片来完成，本身还是非常非常棒的产品。

记得读书的时候学习控制原理，里面提到了pid，当时不明白为甚要用8051单片机实现，现在想起来只能用两个字来形容，8051确实是“真香”。如果用不着linux soc，又不涉及can、usb、sdio和eth，那么8051还真的是非常理想的一个选择。

大家可以试想一下这样的场景，玩具、测量工具、小家电、后装的车载电子、交通工具电子，是不是都可以用8051实现。

9、怎么入手

买一个板子，再加一个usb转232串口，从点灯开始。其实也就是两杯瑞幸咖啡的事情。

#include <reg52.h>  // ??51???????

void delay(unsigned int ms) {
    unsigned int i, j;
    for (i = 0; i < ms; i++)
        for (j = 0; j < 123; j++);  // ???????
}

void main() {
    while (1) {
        P3 = 0xFE;  // 0000 0001 ??P3.0
        delay(500); // ??500??
        P3 = 0xFF;  // 1111 1111 ??P3.0
        delay(500); // ??500??
    }
}

这里没有使用P1，而是使用了P3，主要是因为3.0和3.1是程序的下载口，购买的51开发板上面有led灯，正好可以拿过来进行LED测试。

作者：嵌入式-老费