1、第一章第一章 單片機概述單片機概述學習目標n1.掌握嵌入式系統(tǒng)、微控制器、單片機、編程器、仿真器等基本概念。n2.掌握單片機應用系統(tǒng)開發(fā)的基本流程。n3.了解單片機的主要特點、發(fā)展趨勢、應用范圍、各種機型的選擇方法和利用網(wǎng)站查閱單片機資料的方法。 主要內容主要內容1.1 1.1 單片機的概念單片機的概念1.2 1.2 單片機的發(fā)展單片機的發(fā)展1.3 1.3 單片機的應用單片機的應用1.4 1.4 單片機應用系統(tǒng)的開發(fā)單片機應用系統(tǒng)的開發(fā)1.5 1.5 單片機應用系統(tǒng)的開發(fā)調試模式單片機應用系統(tǒng)的開發(fā)調試模式1.6 1.6 本課程的性質和任務本課程的性質和任務1.1 單片機的概念n隨著計算機技術

2、的迅速發(fā)展，根據(jù)社會各行各隨著計算機技術的迅速發(fā)展，根據(jù)社會各行各業(yè)應用的需求，計算機逐漸分化為兩大類別：通業(yè)應用的需求，計算機逐漸分化為兩大類別：通用計算機和嵌入式計算機。用計算機和嵌入式計算機。n嵌入式系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)(Embedded System)(Embedded System)是以應用為中心是以應用為中心，以計算機技術為基礎，軟件和硬件可增減，針，以計算機技術為基礎，軟件和硬件可增減，針對具體應用系統(tǒng)，對功能、可靠性、成本、體積對具體應用系統(tǒng)，對功能、可靠性、成本、體積和功耗進行嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)。和功耗進行嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)。n嵌入式系統(tǒng)的核心部件有以下三類：嵌入式微嵌

3、入式系統(tǒng)的核心部件有以下三類：嵌入式微處 理 器 、 嵌 入 式處 理 器 、 嵌 入 式 D S PD S P 處 理 器 和 微 控 制 器 （處 理 器 和 微 控 制 器 （Microcontroller UnitMicrocontroller Unit，MCUMCU）。）。n單片機屬于微控制器，是嵌入式系統(tǒng)的一種。單片機屬于微控制器，是嵌入式系統(tǒng)的一種。單片機屬于微控制器，是嵌入式系統(tǒng)的一種單片機屬于微控制器，是嵌入式系統(tǒng)的一種(MCU)由于在應用時通常處于測控系統(tǒng)的核心地位并嵌由于在應用時通常處于測控系統(tǒng)的核心地位并嵌入其中，所以也稱為嵌入式微控制器入其中，所以也稱為嵌入式微控制器

4、（Embedded MicroController Unit ,EMCU)由于通常將主要的組成部分都集成在一個芯片上，包由于通常將主要的組成部分都集成在一個芯片上，包括括CPU,RAM,ROM ,Timer/Counter,Interrupt,I/O又稱為單片機（又稱為單片機（Single Chip MicroComputer SCMC)幾種常用單片機的外形幾種常用單片機的外形主要內容主要內容1.1 1.1 單片機的概念單片機的概念1.2 1.2 單片機的發(fā)展單片機的發(fā)展1.3 1.3 單片機的應用單片機的應用1.4 1.4 單片機應用系統(tǒng)的開發(fā)單片機應用系統(tǒng)的開發(fā)1.5 1.5 單片機應用系

5、統(tǒng)的開發(fā)調試模式單片機應用系統(tǒng)的開發(fā)調試模式1.6 1.6 本課程的性質和任務本課程的性質和任務n 單片機的發(fā)展歷史單片機的發(fā)展歷史n 單片機的發(fā)展趨勢單片機的發(fā)展趨勢n 常用單片機分類常用單片機分類n MCS-51MCS-51系列單片機的簡介系列單片機的簡介n 第一階段（第一階段（1976197619781978）：單片機起步階段。）：單片機起步階段。以以MCS-48MCS-48為代表，指令為代表，指令 存儲存儲 I/O I/O 很弱，價格貴，只很弱，價格貴，只用在較簡單的場合用在較簡單的場合n 第二階段（第二階段（1978197819821982）：單片機完善階段。）：單片機完善階段。 推

6、出了推出了MCS-51MCS-51系列單片機，控制指令和硬件功能系列單片機，控制指令和硬件功能增加，增加， 同時增加了串行口，同時增加了串行口，n 第三階段（第三階段（1982198219901990）：）：8 8位單片機鞏固發(fā)位單片機鞏固發(fā)展和展和1616位單片機的推出階段。位單片機的推出階段。MCS-51 MCS-51 廣泛應用，研制出多種系列多個品種單片廣泛應用，研制出多種系列多個品種單片機，單片機的控制功能增強。機，單片機的控制功能增強。1616位單片機問世位單片機問世n 第四階段（第四階段（19901990 ）：單片機高速發(fā)展階段。）：單片機高速發(fā)展階段。 向多層次用戶多規(guī)格方向發(fā)展

7、。向多層次用戶多規(guī)格方向發(fā)展。1.2.2 1.2.2 單片機的發(fā)展趨勢單片機的發(fā)展趨勢n 字長由字長由4 4位、位、8 8位、位、1616位發(fā)展到位發(fā)展到3232位。位。n 運行速度不斷提高。運行速度不斷提高。 n 片內存儲容量越來越大片內存儲容量越來越大 。n 外圍電路內裝化。外圍電路內裝化。 n 低功耗和低電壓。低功耗和低電壓。 n 低噪聲與高可靠性。低噪聲與高可靠性。n 集成度越來越高，功能越來越強。集成度越來越高，功能越來越強。n 小體積、低價格和專用化。小體積、低價格和專用化。1.2.3 1.2.3 常用單片機分類常用單片機分類n 按照指令體系分類按照指令體系分類 復雜指令集與精簡指

8、令集復雜指令集與精簡指令集 按照存儲器結構分類按照存儲器結構分類 馮諾依曼結構和哈佛結構馮諾依曼結構和哈佛結構 按照生產廠家分類按照生產廠家分類 IntelIntel公司：公司：MCS-51MCS-51和和MCS-96MCS-96系列；系列； AtmelAtmel公司：公司：AVRAVR系列、系列、ATAT系列；系列； WinbondWinbond公司：公司：W77W77系列、系列、W78W78系列；系列； SSTSST公司：公司：SSTSST系列；系列； 恩智浦公司：恩智浦公司：P89P89系列、系列、LPCLPC系列；系列； Motorola Motorola公司：公司：68HCXX68H

9、CXX系列；系列； Microchip Microchip公司：公司：16C5X/6X/7X/8X16C5X/6X/7X/8X系列；系列； Texas Texas公司：公司：MSP430FXXMSP430FXX系列；系列；1.2.4 MCS-511.2.4 MCS-51系列單片機簡介系列單片機簡介n MCS51系列單片機產品達數(shù)百個品種，并且還在不斷推出功能更強的新產品。 MCS-51系列單片機,可分為兩大系列：51子系列和52子系列。 51系列主要有8031、8051、8751三種機型。52子系列與51子系列的不同之處在于：片內數(shù)據(jù)存儲器增至256字節(jié)；片內程序存儲器增至8 KB (8032

10、無)；有3個16位定時/計數(shù)器，6個中斷源。其它性能均與51子系列相同。主要內容主要內容1.1 1.1 單片機的概念單片機的概念1.2 1.2 單片機的發(fā)展單片機的發(fā)展1.3 1.3 單片機的應用單片機的應用1.4 1.4 單片機應用系統(tǒng)的開發(fā)單片機應用系統(tǒng)的開發(fā)1.5 1.5 單片機應用系統(tǒng)的開發(fā)調試模式單片機應用系統(tǒng)的開發(fā)調試模式1.6 1.6 本課程的性質和任務本課程的性質和任務1.3 1.3 單片機的應用單片機的應用n 1.3.1 1.3.1 單片機的主要特點單片機的主要特點n 1.3.2 1.3.2 單片機的應用領域單片機的應用領域1.3.1 1.3.1 單片機的主要特點單片機的主要

11、特點n 有優(yōu)異的性能價格比。有優(yōu)異的性能價格比。n 集成度高、體積小、有很高的可靠性。集成度高、體積小、有很高的可靠性。 n 控制功能強。控制功能強。 n 低功耗、低電壓、便于生產便攜式產品。低功耗、低電壓、便于生產便攜式產品。n 體積小、結構簡單。體積小、結構簡單。n 單片機的系統(tǒng)配置較便于構成各種規(guī)模的應用單片機的系統(tǒng)配置較便于構成各種規(guī)模的應用系統(tǒng)。系統(tǒng)。1.3.2 1.3.2 單片機的應用單片機的應用n 智能儀表智能儀表n 機電一體化機電一體化n 實時控制系統(tǒng)實時控制系統(tǒng)n 分布式系統(tǒng)分布式系統(tǒng)n 日常生活日常生活1.3.2 1.3.2 單片機的應用單片機的應用n 智能儀器儀表智能儀器

12、儀表 單片機用于各種儀器儀表，一方面提高單片機用于各種儀器儀表，一方面提高了儀器儀表的使用功能和精度，使儀器儀表了儀器儀表的使用功能和精度，使儀器儀表智能化，同時還簡化了儀器儀表的硬件結構，智能化，同時還簡化了儀器儀表的硬件結構，從而可以方便地完成儀器儀表產品的升級換從而可以方便地完成儀器儀表產品的升級換代。如各種代。如各種智能電氣測量儀表、智能傳感器智能電氣測量儀表、智能傳感器等。等。智能儀器儀表上智能儀器儀表上溫度控制表溫度控制表交直流電壓電交直流電壓電流表流表智能熱量表智能熱量表n機電一體化產品機電一體化產品機電一體化產品是集機械技術、微電子技機電一體化產品是集機械技術、微電子技術、自動

13、化技術和計算機技術于一體，具有術、自動化技術和計算機技術于一體，具有智能化特征的各種機電產品。單片機在機電智能化特征的各種機電產品。單片機在機電一體化產品的開發(fā)中可以發(fā)揮巨大的作用。一體化產品的開發(fā)中可以發(fā)揮巨大的作用。典型產品如典型產品如機器人、數(shù)控機床、自動包裝機、機器人、數(shù)控機床、自動包裝機、點鈔機、醫(yī)療設備、打印機、傳真機、復印點鈔機、醫(yī)療設備、打印機、傳真機、復印機機等。等。 機電一體化產品機電一體化產品數(shù)控車床數(shù)控車床數(shù)控線切割機床數(shù)控線切割機床機器人機器人n實時工業(yè)控制實時工業(yè)控制單片機還可以用于各種物理量的采集與控單片機還可以用于各種物理量的采集與控制。電流、電壓、溫度、液位、

14、流量等物理制。電流、電壓、溫度、液位、流量等物理參數(shù)的采集和控制均可以利用單片機方便地參數(shù)的采集和控制均可以利用單片機方便地實現(xiàn)。在這類系統(tǒng)中，利用單片機作為系統(tǒng)實現(xiàn)。在這類系統(tǒng)中，利用單片機作為系統(tǒng)控制器，可以根據(jù)被控對象的不同特征采用控制器，可以根據(jù)被控對象的不同特征采用不同的智能算法，實現(xiàn)期望的控制指標，從不同的智能算法，實現(xiàn)期望的控制指標，從而提高生產效率和產品質量。典型應用如而提高生產效率和產品質量。典型應用如電電機轉速控制、溫度控制、自動生產線機轉速控制、溫度控制、自動生產線等。等。n 分布式系統(tǒng)的前端模塊分布式系統(tǒng)的前端模塊 在較復雜的工業(yè)系統(tǒng)中，經常要采用分在較復雜的工業(yè)系統(tǒng)中

15、，經常要采用分布式測控系統(tǒng)完成大量的分布參數(shù)的采集。布式測控系統(tǒng)完成大量的分布參數(shù)的采集。在這類系統(tǒng)中，采用單片機作為分布式系統(tǒng)在這類系統(tǒng)中，采用單片機作為分布式系統(tǒng)的前端采集模塊，系統(tǒng)具有的前端采集模塊，系統(tǒng)具有運行可靠，數(shù)據(jù)運行可靠，數(shù)據(jù)采集方便靈活，成本低廉采集方便靈活，成本低廉等一系列優(yōu)點。等一系列優(yōu)點。n 家用電器家用電器家用電器是單片機的又一重要應家用電器是單片機的又一重要應用領域，前景十分廣闊。如空調器、用領域，前景十分廣闊。如空調器、電冰箱、洗衣機、電飯煲、高檔洗浴電冰箱、洗衣機、電飯煲、高檔洗浴設備、高檔玩具等。設備、高檔玩具等。 另外，在交通領域中，汽車、火車、飛機、另外，

16、在交通領域中，汽車、火車、飛機、航天器等均有單片機的廣泛應用。如汽車自動駕航天器等均有單片機的廣泛應用。如汽車自動駕駛系統(tǒng)、航天測控系統(tǒng)、黑匣子等駛系統(tǒng)、航天測控系統(tǒng)、黑匣子等 。主要內容主要內容1.1 1.1 單片機的概念單片機的概念1.2 1.2 單片機的發(fā)展單片機的發(fā)展1.3 1.3 單片機的應用單片機的應用1.4 1.4 單片機應用系統(tǒng)的開發(fā)單片機應用系統(tǒng)的開發(fā)1.5 1.5 單片機應用系統(tǒng)的開發(fā)調試模式單片機應用系統(tǒng)的開發(fā)調試模式1.6 1.6 本課程的性質和任務本課程的性質和任務1.4 1.4 單片機系統(tǒng)的開發(fā)單片機系統(tǒng)的開發(fā)n單片機應用系統(tǒng)的硬件構成單片機應用系統(tǒng)的硬件構成n單片

17、機應用系統(tǒng)的開發(fā)單片機應用系統(tǒng)的開發(fā)1.4 .1 1.4 .1 單片機應用系統(tǒng)的硬件構成單片機應用系統(tǒng)的硬件構成 由于設計思想和使用要求不同，應用系統(tǒng)由于設計思想和使用要求不同，應用系統(tǒng)的構成也可分成如下三類：的構成也可分成如下三類：專用系統(tǒng)：專用系統(tǒng)：系統(tǒng)全部的硬件資源完全按照具體的應系統(tǒng)全部的硬件資源完全按照具體的應 用要求配置，系統(tǒng)軟件就是用戶的應用程序。開發(fā)用要求配置，系統(tǒng)軟件就是用戶的應用程序。開發(fā)工作的技術難度較高。工作的技術難度較高。1.4 .1 1.4 .1 單片機應用系統(tǒng)的硬件構成單片機應用系統(tǒng)的硬件構成模塊化系統(tǒng)：模塊化系統(tǒng)：將不同的典型配置做成系列模塊，用將不同的典型配置

18、做成系列模塊，用戶可以根據(jù)具體需要選購適當?shù)哪K，組合成各種戶可以根據(jù)具體需要選購適當?shù)哪K，組合成各種常用的應用系統(tǒng)。應用靈活。常用的應用系統(tǒng)。應用靈活。單機與多機應用系統(tǒng)單機與多機應用系統(tǒng): :一個應用系統(tǒng)只包含一塊一個應用系統(tǒng)只包含一塊MCUMCU，稱為單機應用系統(tǒng)；通過標準總線和通用或專用，稱為單機應用系統(tǒng)；通過標準總線和通用或專用計算機相連，即可實現(xiàn)應用系統(tǒng)的聯(lián)機應用。計算機相連，即可實現(xiàn)應用系統(tǒng)的聯(lián)機應用。 1.4 .2 1.4 .2 單片機應用系統(tǒng)開發(fā)簡介單片機應用系統(tǒng)開發(fā)簡介單片機應用系統(tǒng)的開發(fā)簡介單片機應用系統(tǒng)的開發(fā)簡介n 正確無誤的正確無誤的硬件設計硬件設計和良好的和良好的

19、軟件功能設計軟件功能設計是一個實用的單片機應用系統(tǒng)的設計目標。是一個實用的單片機應用系統(tǒng)的設計目標。完成完成這一目標的過程稱為單片機應用系統(tǒng)的開發(fā)。這一目標的過程稱為單片機應用系統(tǒng)的開發(fā)。n 單片機作為一片集成了微型計算機基本部件的單片機作為一片集成了微型計算機基本部件的集成電路芯片，與通用微機相比，它自身沒有開集成電路芯片，與通用微機相比，它自身沒有開發(fā)功能，必須借助開發(fā)機（一種特殊的計算機系發(fā)功能，必須借助開發(fā)機（一種特殊的計算機系統(tǒng)）來完成如下任務：統(tǒng)）來完成如下任務： 1)1)排除應用系統(tǒng)的排除應用系統(tǒng)的硬件故障硬件故障和和軟件錯誤軟件錯誤； 2)2)程序固化程序固化到內部或外部程序存

20、儲器芯片中。到內部或外部程序存儲器芯片中。 n 指令的表示形式指令的表示形式( (指令系統(tǒng)指令系統(tǒng)) ) 指令是讓單片機執(zhí)行某種操作的命令指令是讓單片機執(zhí)行某種操作的命令。在。在單片機中，指令按一定的順序以二進制碼的形單片機中，指令按一定的順序以二進制碼的形式存放于程序存儲器中。為了書寫、輸入和顯式存放于程序存儲器中。為了書寫、輸入和顯示方便，人們通常將二進制的機器碼寫成十六示方便，人們通常將二進制的機器碼寫成十六進制形式。進制形式。 如，二進制碼如，二進制碼0000 0100B可以表示為可以表示為04H。04H所對應的指令意義是累加器所對應的指令意義是累加器A的內容加的內容加1。若寫成若寫成

21、INC A則要清楚得多，這就是該指令的則要清楚得多，這就是該指令的符號表示，稱為符號表示，稱為符號指令符號指令。n匯編或編譯匯編或編譯 符號指令要轉換成計算機所能執(zhí)行的機符號指令要轉換成計算機所能執(zhí)行的機器碼器碼并存入計算機的程序存儲器中，并存入計算機的程序存儲器中，這種轉這種轉換稱為匯編。換稱為匯編。常用的匯編方法有三種：常用的匯編方法有三種：1)1)手工匯編；手工匯編；2)2)利用開發(fā)機的駐留匯編程序進行匯編；利用開發(fā)機的駐留匯編程序進行匯編；3)3)交叉匯編。交叉匯編。 現(xiàn)在人們還可以常常采用高級語言（如現(xiàn)在人們還可以常常采用高級語言（如C51C51）進行單片機應用程序的設計。這種方）進

22、行單片機應用程序的設計。這種方法具有周期短、移植和修改方便的優(yōu)點法具有周期短、移植和修改方便的優(yōu)點, ,適適合于較為復雜系統(tǒng)的開發(fā)。合于較為復雜系統(tǒng)的開發(fā)。單片機應用系統(tǒng)的開發(fā)過程單片機應用系統(tǒng)的開發(fā)過程 單片機應用系統(tǒng)是由硬件和軟件組成，硬單片機應用系統(tǒng)是由硬件和軟件組成，硬件是由單片機、擴展存儲器和輸入件是由單片機、擴展存儲器和輸入/ /輸出接口電輸出接口電路等組成，軟件是各種工作程序的總稱。系統(tǒng)路等組成，軟件是各種工作程序的總稱。系統(tǒng)開發(fā)過程主要由總體設計、硬件設計、軟件設開發(fā)過程主要由總體設計、硬件設計、軟件設計、在線調試等部分組成。在開發(fā)過程中，它計、在線調試等部分組成。在開發(fā)過程中

23、，它們并不是絕對分開的，而是交叉進行的。們并不是絕對分開的，而是交叉進行的。單片機系統(tǒng)的開發(fā)流程圖單片機系統(tǒng)的開發(fā)流程圖主要內容主要內容1.1 1.1 單片機的概念單片機的概念1.2 1.2 單片機的發(fā)展單片機的發(fā)展1.3 1.3 單片機的應用單片機的應用1.4 1.4 單片機應用系統(tǒng)的開發(fā)單片機應用系統(tǒng)的開發(fā)1.5 1.5 單片機應用系統(tǒng)的開發(fā)調試模式單片機應用系統(tǒng)的開發(fā)調試模式1.6 1.6 本課程的性質和任務本課程的性質和任務n單片機開發(fā)的幾個基本概念單片機開發(fā)的幾個基本概念n集成開發(fā)環(huán)境集成開發(fā)環(huán)境+ +仿真器仿真器+ +編程器的開發(fā)模式編程器的開發(fā)模式 n集成開發(fā)環(huán)境集成開發(fā)環(huán)境+I

24、SP+ISP或或IAPIAP的開發(fā)模式的開發(fā)模式 單片機開發(fā)的幾個基本概念單片機開發(fā)的幾個基本概念1.1.集成開發(fā)環(huán)境集成開發(fā)環(huán)境 集成開發(fā)環(huán)境集成開發(fā)環(huán)境（簡稱（簡稱IDE Integrated Develop IDE Integrated Develop EnvironmentEnvironment）是用于提供程序開發(fā)環(huán)境的應用程）是用于提供程序開發(fā)環(huán)境的應用程序，一般包括代碼編輯器、編譯器、調試器和圖形序，一般包括代碼編輯器、編譯器、調試器和圖形用戶界面工具。是集成了代碼編寫功能、分析功能、用戶界面工具。是集成了代碼編寫功能、分析功能、編譯功能、調試功能等一體化的開發(fā)軟件。典型的編譯功能

25、、調試功能等一體化的開發(fā)軟件。典型的如微軟的如微軟的Visual StudioVisual Studio系列，系列，BorlandBorland的的C+ C+ BuilderBuilder、DelphiDelphi系列等。系列等。 常用的單片機集成開發(fā)環(huán)境有常用的單片機集成開發(fā)環(huán)境有KeilKeil公司的公司的VisionVision、偉福仿真軟件、飛思卡爾公司的、偉福仿真軟件、飛思卡爾公司的CodeWarriorCodeWarrior、 MicroChipMicroChip公司的公司的MPLABMPLAB等。其中等。其中KeilKeil公司的公司的VisionVision是開發(fā)是開發(fā)MCS-

26、51MCS-51單片機最常用的單片機最常用的集成開發(fā)環(huán)境。集成開發(fā)環(huán)境。 5151單片機集成開發(fā)環(huán)境單片機集成開發(fā)環(huán)境uVsionIIuVsionII單片機開發(fā)的幾個基本概念單片機開發(fā)的幾個基本概念2.2.編程器編程器 編程器又稱燒寫器、下載器，通過編程器又稱燒寫器、下載器，通過它將調試好的程序燒寫到程序存儲器中，它將調試好的程序燒寫到程序存儲器中，不同檔次的編程器價位相差較大，從幾不同檔次的編程器價位相差較大，從幾百到幾千不等。百到幾千不等。 通常專用編程器具備以下功能：對通常專用編程器具備以下功能：對多種型號單片機、多種型號單片機、EPROMEPROM、EEPROMEEPROM、FLASH

27、FLASH、存儲器、存儲器、ROMROM、PLDPLD、FPGAFPGA等進行等進行讀取、擦除、燒寫、加密等操作。讀取、擦除、燒寫、加密等操作。 單片機編程器單片機編程器3. 3. 仿真器仿真器 仿真器又稱在線仿真器，其英文名稱為仿真器又稱在線仿真器，其英文名稱為In In Circuit Emulator,Circuit Emulator,簡稱簡稱ICEICE。ICEICE是由一系列硬件是由一系列硬件構成的設備，它應能仿真目標系統(tǒng)中的單片機，并構成的設備，它應能仿真目標系統(tǒng)中的單片機，并能模擬目標系統(tǒng)的資源，完全能模擬目標系統(tǒng)的資源，完全“逼真逼真”的實現(xiàn)脫機的實現(xiàn)脫機環(huán)境。使用時拔下單片機

28、，換插環(huán)境。使用時拔下單片機，換插ICEICE插頭，這樣系插頭，這樣系統(tǒng)就成了統(tǒng)就成了ICEICE一部分，原來由單片機執(zhí)行程序改由一部分，原來由單片機執(zhí)行程序改由仿真器來執(zhí)行，利用仿真器的完整的硬件資源和監(jiān)仿真器來執(zhí)行，利用仿真器的完整的硬件資源和監(jiān)控程序，實現(xiàn)對用戶目標碼程序的跟蹤調試，觀察控程序，實現(xiàn)對用戶目標碼程序的跟蹤調試，觀察程序執(zhí)行過程中的單片機寄存器和存儲器的內容，程序執(zhí)行過程中的單片機寄存器和存儲器的內容，根據(jù)執(zhí)行情況隨時修改程序。根據(jù)執(zhí)行情況隨時修改程序。 單片機仿真器單片機仿真器單片機開發(fā)的幾個基本概念單片機開發(fā)的幾個基本概念4. 4. 在線編程在線編程n在系統(tǒng)編程（在系統(tǒng)

29、編程（ISPISP）所謂在系統(tǒng)可編程所謂在系統(tǒng)可編程ISPISP（In-System- ProgrammingIn-System- Programming），），指電路板上的空白器件可通過下載通信線編程寫入最指電路板上的空白器件可通過下載通信線編程寫入最終用戶代碼，而不需要從電路板上取下器件，已經編終用戶代碼，而不需要從電路板上取下器件，已經編程的器件也可以用程的器件也可以用ISPISP方式擦除或再編程。方式擦除或再編程。 n在應用編程（在應用編程（IAPIAP）所謂在應用編程所謂在應用編程IAPIAP（In-Application- In-Application- ProgrammingPr

30、ogramming），指），指MCUMCU可以在系統(tǒng)中獲取新代碼并對可以在系統(tǒng)中獲取新代碼并對自己重新編程，即可用程序來改變程序。自己重新編程，即可用程序來改變程序。ISPISP和和IAPIAP技技術是未來儀器儀表的發(fā)展方向。術是未來儀器儀表的發(fā)展方向。 在線編程在線編程1.5.1 1.5.1 集成開發(fā)環(huán)境集成開發(fā)環(huán)境+ +仿真器仿真器+ +編程編程 器的開發(fā)模式器的開發(fā)模式 開發(fā)者需要先使用集成開發(fā)環(huán)境編寫程序、編開發(fā)者需要先使用集成開發(fā)環(huán)境編寫程序、編譯程序，然后用仿真器對編寫的程序在測試目標系譯程序，然后用仿真器對編寫的程序在測試目標系統(tǒng)上進行仿真調試。當程序編寫成功后，需要使用統(tǒng)上進行

31、仿真調試。當程序編寫成功后，需要使用編程器將程序編譯結果的二進制代碼燒錄進單片機編程器將程序編譯結果的二進制代碼燒錄進單片機的程序存儲器中或利用在線編程功能將二進制代碼的程序存儲器中或利用在線編程功能將二進制代碼燒錄進單片機中。如果單片機的存儲器是電可擦除燒錄進單片機中。如果單片機的存儲器是電可擦除的（的（E2PROME2PROM或或FLASHFLASH），則可使用編程器完成擦除和），則可使用編程器完成擦除和燒錄的所有過程；如果單片機的存儲器是不可電擦燒錄的所有過程；如果單片機的存儲器是不可電擦除的（除的（EPROMEPROM），還需要用到紫外光擦除器對存儲器），還需要用到紫外光擦除器對存儲器

32、進行程序擦除，再使用編程器進行燒錄。進行程序擦除，再使用編程器進行燒錄。 1.5.1 1.5.1 集成開發(fā)環(huán)境集成開發(fā)環(huán)境+ +仿真器仿真器+ +編程編程 器的開發(fā)模式器的開發(fā)模式 1.5.1 1.5.1 集成開發(fā)環(huán)境集成開發(fā)環(huán)境+ +仿真器仿真器+ +編程編程 器的開發(fā)模式器的開發(fā)模式 這樣的開發(fā)模式的優(yōu)點是調試程序過程中利這樣的開發(fā)模式的優(yōu)點是調試程序過程中利用仿真器對程序的運行情況進行充分的模擬仿真，用仿真器對程序的運行情況進行充分的模擬仿真，可以對程序執(zhí)行中的某一狀態(tài)進行監(jiān)控、設置斷可以對程序執(zhí)行中的某一狀態(tài)進行監(jiān)控、設置斷點、變量觀察，有效的發(fā)現(xiàn)程序的問題，對程序點、變量觀察，有效的

33、發(fā)現(xiàn)程序的問題，對程序進行較全面的評估，縮短軟件的開發(fā)周期。但是進行較全面的評估，縮短軟件的開發(fā)周期。但是這樣的開發(fā)模式除了需要購買集成開發(fā)環(huán)境軟件這樣的開發(fā)模式除了需要購買集成開發(fā)環(huán)境軟件外，還要花費昂貴的資金購買仿真器、編程器等外，還要花費昂貴的資金購買仿真器、編程器等硬件設備，從而增加系統(tǒng)開發(fā)的成本。硬件設備，從而增加系統(tǒng)開發(fā)的成本。 1.5.2 1.5.2 集成開發(fā)環(huán)境集成開發(fā)環(huán)境+ISP+ISP或或IAPIAP的的 開發(fā)模式開發(fā)模式 n隨著芯片集成技術的迅速發(fā)展，目前越來越多的單片隨著芯片集成技術的迅速發(fā)展，目前越來越多的單片機具備了機具備了ISPISP或或IAPIAP功能，這為單片

34、機的開發(fā)提供了方功能，這為單片機的開發(fā)提供了方便，使得在一些成本控制嚴格的應用開發(fā)中，可以省便，使得在一些成本控制嚴格的應用開發(fā)中，可以省去昂貴的仿真器、編程器。去昂貴的仿真器、編程器。n與前一種模式一樣，開發(fā)者同樣需要先使用集成開發(fā)與前一種模式一樣，開發(fā)者同樣需要先使用集成開發(fā)環(huán)境進行程序的編輯、編譯工作。但不同的是開發(fā)者環(huán)境進行程序的編輯、編譯工作。但不同的是開發(fā)者需要先利用集成開發(fā)環(huán)境提供的軟件仿真功能先對程需要先利用集成開發(fā)環(huán)境提供的軟件仿真功能先對程序進行初步驗證，而后利用在線編程功能將程序的二序進行初步驗證，而后利用在線編程功能將程序的二進制代碼燒錄進單片機中，使用程序運行于目標系

35、統(tǒng)進制代碼燒錄進單片機中，使用程序運行于目標系統(tǒng)上，直接在目標系統(tǒng)上對編寫的程序進行測試。上，直接在目標系統(tǒng)上對編寫的程序進行測試。 這樣的開發(fā)模式雖然不能利用仿真器對所調這樣的開發(fā)模式雖然不能利用仿真器對所調試程序進行監(jiān)控，但是由于目前單片機集成開發(fā)試程序進行監(jiān)控，但是由于目前單片機集成開發(fā)環(huán)境軟件功能的強大，可以利用集成開發(fā)環(huán)境的環(huán)境軟件功能的強大，可以利用集成開發(fā)環(huán)境的軟件仿真功能在程序燒錄之前對程序進行充分的軟件仿真功能在程序燒錄之前對程序進行充分的驗證。同時，由于程序調試時一直運行在最終的驗證。同時，由于程序調試時一直運行在最終的目標系統(tǒng)硬件上，也不會出現(xiàn)仿真環(huán)境與目標系目標系統(tǒng)硬件

36、上，也不會出現(xiàn)仿真環(huán)境與目標系統(tǒng)環(huán)境不一致導致的軟件問題。目前，這種開發(fā)統(tǒng)環(huán)境不一致導致的軟件問題。目前，這種開發(fā)模式被越來越多的應用于單片機系統(tǒng)的學習開發(fā)。模式被越來越多的應用于單片機系統(tǒng)的學習開發(fā)。 1.5.2 1.5.2 集成開發(fā)環(huán)境集成開發(fā)環(huán)境+ISP+ISP或或IAPIAP的的 開發(fā)模式開發(fā)模式 雖然有了雖然有了FLASH-ROM FLASH-ROM 和和ISP ISP 下載線下載線但還是無法取代仿真器，因為仿真器可以但還是無法取代仿真器，因為仿真器可以實現(xiàn)單步運行、全速運行、部分運行等許實現(xiàn)單步運行、全速運行、部分運行等許多方便程序開發(fā)的功能，對于大型的程序多方便程序開發(fā)的功能，對于大型的程序產品來說非常的有用。我們初學的朋友一產品來說非常的有用。我們初學的朋友一般是用不到的，而且仿真器上千元的價格般是用不到的，而且仿真器上千元的價格也讓我們