單片機應用系統開發新方法

A. 單片機原理及應用技術

單片機的工作原理與計算機CPU的工作原理是一樣的，主要是利用片內的半導體存儲器存放用戶的程序和數據，單片機的核心中央微處理器CPU中有指令寄存器、指令解碼器，程序計數器等部件，由程序計數器尋找下一條要執行的指令，找到後，將指令送給指令寄存器，再由指令解碼器翻譯執行該指令，完成對指令功能的操作；單片機的工作就是不斷地取指令、分析指令、執行指令的循環過程。在計算機中，為了便於管理，常把一條指令的執行過程劃分為若干個階段，每一階段完成一項工作。例如，取指令、存儲器讀、存儲器寫等，這每一項工作稱為一個基本操作。

單片機的周期

時鍾周期

時鍾周期也叫振盪周期或晶振周期，即晶振的單位時間發出的脈沖數，一般有外部的振晶產生，比如12MHZ=12×106，即每秒發出12000000個脈沖信號，那麼發出一個脈沖的時間就是時鍾周期，也就是1/12μs。通常也叫做系統時鍾周期，是計算機中最基本的、最小的時間單位。

誰說的翡翠毛料貴？這里成本價就可以買到天然好毛料！
廣告

在8051單片機中把一個時鍾周期定義為一個節拍(用P表示)，二個節拍定義為一個狀態周期(用S表示)。

機器周期

在計算機中，為了便於管理，常把一條指令的執行過程劃分為若干個階段，每一階段完成一項工作。例如，取指令、存儲器讀、存儲器寫等，這每一項工作稱為一個基本操作。完成一個基本操作所需要的時間稱為機器周期。

B. 一般來說單片機開發系統應具備哪些功能

單片機應用系統的開發大體可分為三個階段

1)確定任務，完成總體設計
(1)確定設計任務和系統功能指標，編寫設計任務書
在單片機應用系統開發的前期階段，首先必須認真細致地調查研究，深入了解用戶各個方面的技術要求，了解國內外相似課題的技術水平，進行系統分析，摸清軟體、硬體設計的技術難點等。然後確定課題所要完成的任務和應具備的功能，以及要達到的技術指標。綜合考慮各種因素提出設計的初步方案，編寫設計任務書。
設計任務書不但要明確系統設計任務，還要對系統規模做出規定，如主機機型、分機機型、配備哪些外圍設備等，這是硬體設計、成本的依據。同時還應詳盡說明系統的指標參數，操作規范，這是軟體設計的基礎。
(2)總體設計
擬定總體設計方案一般要通過認真調研、論證，最後定稿，以避免方案上的疏忽造成軟體、硬體設計產生較大的返工，延誤項目開發進程一總體方案的關鍵性計算難點，應設專題深入討論，如感測器的選擇。感測器常常是測試系統中的關鍵環節，一個設計合理的測控系統，往往會因感測器精度、非線性、溫漂等指標限制，造成系統達不到指標要求。
總體設計要選擇確定系統硬體的類型和數量，繪出系統硬體的總框圖。其中主機電路是系統硬體的核心，耍依據系統功能的復雜程度、性能指標、精度要求，選定一種性能價格比合適的單片機型號，同時根據需要選定外圍擴展晶元、人機介面電路及配置外部設備。
輸入/輸出通道是系統硬體的重要組成部分，總體設計要根據信號參數、功能指標要求合理選擇通道數量、通道的結構、抗干擾措施、驅動能力等，確定輸入/輸出通道所需的硬體類型和數量。硬體電路各種類型的選擇，一般都要進行綜合比較，這些比較和選擇必須是在局部試驗的基礎之上完成的。
總體設計還應完成軟體設計任務分析，繪出系統軟體的總框圖。設計人員還應反復權衡哪些功能由硬體完成，哪些任務由軟體完成，對軟體、硬體比例做出合理安排。
總體設計一旦確定，系統的大致規模、軟體的基本框架就確定了。然後就可將系統設計任務按功能模塊分解成若干課題，擬定出詳細的工作計劃，使後面的軟體、硬體設計同時並行展開。

2)硬體、軟體設計與調試 U209B
(1)硬體設計
總體設計之後，就進入正式研製階段。為使硬體設計盡可能合理，應注意下列原則。
①盡可能選擇典型電路，採用硬體移植技術，力求硬體標准化、模塊化。
②盡可能選擇功能強的新型晶元取代若干普通晶元，以簡化硬體電路，同時隨著新型晶元價格不斷降低，硬體系統成本也可能育所下降。
③系統擴展與配置應充分滿足應用系統的功能要求，並留有餘地，以備將來系統維護及更新換代。
④盡可能以軟代硬。軟、硬體具有可換性，硬體多了不但會增加成本，而且使系統出現故障的概率增加。以軟代硬的實質是以時間代空間，可見這種代替是以降低系統的實時性為代價的。同此，考慮以軟代硬的原則，應以不影響系統的性能為前提。
⑤可靠性及抗干擾設計。為確保系統長期可靠運行，硬體設計必須採取相應的可靠性及抗干擾措施，包括晶元、器件選擇，去耦濾波，合理布線，通道隔離等。
⑥必須考慮驅動能力。單片機各I/O埠的負載能力有限，外部擴展應不超過其總負載能力的70%，如果擴展晶元較多，可能造成負載過重，系統工作不可靠。此時，應考慮設置線路驅動器。
⑦監測電路的設計。系統運行中出現故障，應能及時報警，這就要求系統具有自診斷功能，必須為系統設計有關監測電路。
⑧結構工藝設計。結構工藝設計是單片機應用系統設計的重要內容，可以單獨列為硬體設計、軟體設計之外的第三項設計內容，這里把它放在硬體設計中來研究。結構工藝設計包括系統設備的造型、殼體結構、外形尺寸、面板布局、模塊固定連接方式、印製電路板、配線和插接件等。要求盡量做到標准化、規范化、模塊化。一般以單片機為核心的產品，其單片機系統都足內裝式、嵌入式，與設備本身有機地融為一體，這類產品都要求結構緊湊、美觀大方，人機界面友好，便於操作、安裝、調試及維修。
為提高硬體設計質量，加快研製速度，通常在設計印製電路板時，考慮開辟一小片機動布線區。在機動布線區中，可以插入若乾片集成電路插座，並有金屬化孔，但無布線。當樣機研製中發現硬體電路有明顯不足需要增加若干元器件時，可在機動布線區中臨時拉線來完成，從而避免大返工。
(2)軟體設計
單片機應用系統的設計以軟體設計為重點，軟體設計的工作量比較大。首先將軟體總框圖中的各功能模塊具體化，逐級畫出詳細框圖，作為軟體設計的依據。
編程可採用匯編語言或各種高級語言。對於規模不大的軟體多採用匯編語言編寫，而對於較復雜的軟體，且運算任務較重時，可考慮採用高級語言編程。C51、C96交叉編譯軟體是近年來較為流行的一種軟體開發工具，它採用c語言編寫源程序。
軟體設計應當盡可能採用結構化設計和模塊化編程的方法，這有利於查錯、調試和增刪程序。為提高可靠性，應實施軟體抗干擾措施，編程必須進行優化，仔細推敲，合理安排，利用各種程序設計技巧，設計出結構清晰，便於調試和移植，占內存空間小，執行時間短的應用程序。
(3)碗件、軟體調試
單片機應用系統硬體、軟體研製與調試，由於單片機系統本身不具備自開發能力，所以必須藉助於開發工具——單片機開發系統。通過它可方便地進行編程、匯編、調試、運行、模擬等操作。
單片機開發系統性能的優劣直接影響應用系統的設計水平和研製的工作效率。目前使用較多的是「通用型開發系統」，由通用微機系統、在線模擬器、EPROM及EEPROM讀/寫器等部分組成，如圖5.3所示。另外，還有「簡易型開發系統」、「軟體模擬開發系統」、「專用開發系統」等。

硬體調試分以下兩步進行。
①硬體電路檢查。硬體電路檢查在單片機開發系統之外進行，可用萬用表、邏輯筆等常規工具，檢查電路製作是否正確無誤，要核對元器件規格、型號，檢查晶元間連線是否正確，是否有短路、虛焊等故障，對電源系統更應仔細檢查以防電源短路，極性錯誤。
②硬體診斷調試。硬體診斷調試在單片機開發系統上進行，用單片機開發系統的模擬頭代替應用系統的單片機，再編制一些調試程序，即可迅速排除故障完成硬體的診斷調試。
硬體電路運行是否正常，還可通過測定一些重要的波形來確定。例如，可檢查單片機及擴展器件的幾個控制信號的波形與硬體手冊所規定的指標是否相符，斷定其工作正常與否。

3)系統總調、性能測定
系統樣機裝配好之後，還必須進行聯機總調，排除應用系統樣機中的軟體、硬體故障。在總調階段還毖須進行系統性能指標測試，以確定是否滿足設計要求，寫出性能測試報告。系統樣機聯機總調、測試工作正常之後便可投入現場試用。
最後一項重要工作是編制設計文件，這不僅是單片機應用系統開發工作的總結，而且是系統使用、維修、更新的重要技術資料文件。設計文件內容應包括：設計任務和功能描述；設計方案論證；性能測試和現場使用報告；使用操作說明；硬體資料：硬體邏輯圖、電路原理圖、元件布置和接線圖、接插件引腳圖和印製電路板圖等；軟體資料：軟體框圖和說明，標號和子程序名稱清單，參量定義清單，存儲單元和輸入/輸出口地址分配表以及程序清單。
隨著技術的進步，單片機應用系統開發可採用在系統可編程技術，即採用JTAG介面完成系統軟體設計和調試，僅僅需要一根下載線和一台通用PC及相關軟體。

C. 51單片機是什麼如何學習它的編程都用在哪些方面

51單片機是對所有兼容Intel 8031指令系統的單片機的統稱。

由於intel生產的8031的升級版8051工藝成熟，成為當時市場應用量最大的單片機，所以對此類兼容晶元統稱51單片機。

該系列單片機的始祖是Intel的8031單片機，後來隨著Flash rom技術的發展，8031單片機取得了長足的進展，成為應用最廣泛的8位單片機之一，其代表型號是ATMEL公司的AT89系列，它廣泛應用於工業測控系統之中。很多公司都有51系列的兼容機型推出，今後很長的一段時間內將佔有大量市場。51單片機是基礎入門的一個單片機，還是應用最廣泛的一種。

現在每年仍舊會使用幾十億片51系列的兼容晶元，在你想得到的電器、玩具上，比如：遙控燈具、洗衣機、冰箱、電子鍾表、顯示器、汽車(每輛汽車可能會用到十幾到幾十片)。。。。。

學習它很簡單，到當地書店、圖書館、隨手可以找到幾十種單片機入門書，8成以上是講51系列單片機的。

----------------

學習編輯

作為一個初學者，如何單片機入門？

知識上，其實不需要多少東西，會簡單的C語言，知道51單片機的基本結構就可以了。一般的大學畢業生都可以了，自學過這2門課程的高中生也夠條件。設備上，一般是建議購買一個模擬器，例如，的「雙功能下載線」就具有良好的穩定性和較快的下載速度，上位機可擴展，可以下載更多的單片機及嵌入式晶元。通過實驗，這樣才可以進行實際的，全面的學習。日後在工作上，模擬器也大有用處。還有，一般光有模擬器是不行，還得有一個實際的電路，即學習板，如圖，即為，單片機最小系統。

學習板以強大的介面為主，單片機的學習分兩方面，一方面是單片機的原理及內部結構，另一方面是單片機的介面技術。這些都是需要平時多積累，多動手，多思考，這樣才能學好單片機技術。

註：「雙功能下載線」在網路文庫里有詳細的使用說明，並且上位機會定期更新以支持更多的單片機。

單片機學習的4個階段

一、整體了解

要知道 單片機是什麼？單片機有何用？如何系統學習單片機？單片機系統設計的流程是怎樣的，需要掌握哪些輔助軟體？

了解這些之後，我們的學習就有了目標和方向。

二、揭秘單片機很難學，是因為其內部結構、編程語言抽象，且實際應用中與其他電子技術和元器件知識相互關聯，需結合起來一起設計開發產品。所以，第二階段要了解單片機的內部結構是怎樣的？單片機開發經常會用到哪些電子技術和元器件知識？如何將一條條編程指令組合成一段段有效的程序？

三、解密之所以單片機能成為控制核心，設計出包羅萬象的應用系統來，是因為開發者利用了單片機提供的種種功能及各種外設。所以，第三階段我們要掌握單片機的各種功能，再加上諸如感測器、模數轉換、掃描顯示、串列、中斷的應用思維，結合更多的元器件、電子電路知識，逐個學習、體會實際的單片機系統的秘密。

四、遠航通過以上三個階段，讀者基本就可掌握單片機的應用了。但要設計出豐富的單片機系統，解決復雜的實際問題，還需要了解更多的外設知識及其與單片機的聯系（如電動機、各類

存儲器、繼電器、紅外管等）。這些需要不斷的學習和積累。有時候，接到一些開發任務，就需要你針對這個任務自覺地去搜集、學習相關知識，在實踐中不斷載學習和提高。

參考網路：http://ke..com/link?url=

D. 單片機開發要注意什麼

一、 如何提高C語言編程代碼的效率

鄧宏傑指出，用C語言進行單片機程序設計是單片機開發與應用的必然趨勢。他強調：「如果使用C編程時，要達到最高的效率，最好熟悉所使用的C編譯器。先試驗一下每條C語言編譯以後對應的匯編語言的語句行數，這樣就可以很明確的知道效率。在今後編程的時候，使用編譯效率最高的語句。」

他指出，各家的C編譯器都會有一定的差異，故編譯效率也會有所不同，優秀的嵌入式系統C編譯器代碼長度和執行時間僅比以匯編語言編寫的同樣功能程度長5-20％。他說：「對於復雜而開發時間緊的項目時，可以採用C語言，但前提是要求你對該MCU系統的C語言和C編譯器非常熟悉，特別要注意該C編譯系統所能支持的數據類型和演算法。雖然C語言是最普遍的一種高級語言，但由於不同的MCU廠家其C語言編譯系統是有所差別的，特別是在一些特殊功能模塊的操作上。所以如果對這些特性不了解，那麼調試起來問題就會很多，反而導致執行效率低於匯編語言。」

二、 如何減少程序中的bug？

對於如何減少程序的bug，鄧宏傑給出了一些建議，他指出系統運行中應考慮的超范圍管理參數有：

1．物理參數。這些參數主要是系統的輸入參數，它包括激勵參數、採集處理中的運行參數和處理結束的結果參數。合理設定這些邊界，將超出邊界的參數都視為非正常激勵或非正常回應進行出錯處理。

2．資源參數。這些參數主要是系統中的電路、器件、功能單元的資源，如記憶體容量、存儲單元長度、堆疊深度。在程式設計中，對資源參數不允許超范圍使用。

3．應用參數。這些應用參數常表現為一些單片機、功能單元的應用條件。如E2PROM的擦寫次數與資料存儲時間等應用參數界限。

4．過程參數。指系統運行中的有序變化的參數。

三、如何解決單片機的抗干擾性問題

鄧宏傑指出：防止干擾最有效的方法是去除干擾源、隔斷干擾路徑，但往往很難做到，所以只能看單片機抗干擾能力夠不夠強了。單片機干擾最常見的現象就是復位；至於程序跑飛，其實也可以用軟體陷阱和看門狗將程序拉回到復位狀態；所以單片機軟體抗干 擾最重要的是處理好復位狀態.一般單片機都會有一些標志寄存器，可以用來判斷復位原因；另外你也可以自己在RAM中埋一些標志。在每次程序復位時，通過判斷這些標志，可以判斷出不同的復位原因；還可以根據不同的標志直接跳到相應的程序。這樣可以使程序運行有連續性，用戶在使用時也不會察覺到程序被重新復位過。

四、 如何測試單片機系統的可靠性

有讀者希望了解用用什麼方法來測試單片機系統的可靠性，鄧宏傑指出：「當一個單片機系統設計完成，對於不同的單片機系統產品會有不同的測試項目和方法，但是有一些是必須測試的：

1．測試單片機軟體功能的完善性。這是針對所有單片機系統功能的測試，測試軟體是否寫的正確完整。

2．上電、掉電測試。在使用中用戶必然會遇到上電和掉電的情況，可以進行多次開關電源，測試單片機系統的可靠性。

3．老化測試。測試長時間工作情況下，單片機系統的可靠性。必要的話可以放置在高溫，高壓以及強電磁干擾的環境下測試。

4、ESD和EFT等測試。可以使用各種干擾模擬器來測試單片機系統的可靠性。例如使用靜電模擬器測試單片機系統的抗靜電ESD能力；使用突波雜訊模擬器進行快速脈沖抗干擾EFT測試等等。

鄧宏傑強調：「還可以模擬人為使用中，可能發生的破壞情況。例如用人體或者衣服織物故意摩擦單片機系統的接觸埠，由此測試抗靜電的能力。用大功率電鑽靠近單片機系統工作，由此測試抗電磁干擾能力等。」

E. 單片機開發與典型工程項目實例詳解的前言

隨著大規模集成電路技術的發展，單片微型計算機也隨之大發展，各種新穎的單片機層出不窮。單片機具有體積小、重量輕、應用靈活且價格低廉等特點，廣泛地應用於人類生活的各個領域，成為當今科學技術現代化不可缺少的重要工具。人們迫切希望學習和應用單片機解決各自工作中碰到的技術問題。為此，我們編寫了本書。
單片機系統的開發融合了硬體和軟體的相關技術。要完成單片機系統的開發，用戶不僅需要掌握編程技術，還需要針對實際應用選擇合理的單片機晶元和外圍器件，以此為基礎，設計硬體電路。
通過具體的項目案例來學習單片機系統的開發是一條科學而且高效的途徑。在項目案例的選擇上，本書著重突出「應用」和「實用」的基本原則，項目案例來源於實踐，具有代表性、技術領先性，以及應用的廣泛性。基於這個原則，編者從多年實際項目案例出發，細致講解單片機項目的需求、設計原理、相關知識、單片機選型、電路設計、具體模塊設計和編碼實現，以使讀者對單片機項目開發有系統的認識。
本書注重將多年的開發經驗和技巧融合到具體項目案例的講解中，為開發人員提供必要的知識積累，解決實際工程中的問題。在程序開發語言方面，本書盡量用簡潔的語言來清晰闡述易於理解的概念和思路，並且附帶程序流程圖。同時，對程序代碼作了細致的中文注釋，有利於讀者舉一反三，快速應用和提高。 本書共15章，主要內容為：
第l章介紹了單片機開發的硬體基礎，具體講解單片機的內部結構、引腳功能和存儲器組織等必要的知識。
第2章介紹單片機開發軟環境，其中主要介紹了Keil C 51和Microchip的單片機的軟體開發環境，講解了單片機C語言開發基礎，此外還講解單片機混合編程的重要知識，為後期開發打基礎。
第3章介紹了單片機系統的開發步驟，講解開發的流程和思路，以及單片機項目開發的晶元選型等實用知識。第4章介紹了單片機系統中常用的數字濾波和簡單的控制演算法。
第5章到13章詳細講解單片機具體工程的實現，它們是鍵盤介面電路、城市交通指揮系統、IC卡讀寫系統的開發及其應用、陣列式LED顯示屏、無刷直流電機控制、永磁同步電機控制、汽車行駛狀態記錄儀、USB-GPIB控制器的實現、抗干擾技術和可靠性在單片機應用系統設計中的重要性。
第14章、第15章從軟體和硬體兩個方面介紹了單片機系統的抗干擾技術。
書中的每個具體的工程均詳細闡明了原理，具體的實現功能，並給出了相應的原理圖和相關的代碼以及注意事項和難點。 本書深入淺出、通俗易懂，並注重理論聯系實際，著重實際應用。具有如下顯著的特點：
8大完整單片機開發項目，層層剖析單片機開發實踐，快速掌握應用系統設計。
突出所選取內容的實用性、典型性。項目案例來自科研工作及實際工程，內容豐富、翔實。設計方案均為典型方案，有利於讀者提高設計工作的效率。
細致講解設計原理和思路、基本開發流程和代碼注釋，方便讀者理解和掌握知識。對於重點難點給予提示講解，輕松學到更多。
關注開發實踐，對系統設計用到的新器件做了詳細的介紹，結合關注度高的USB開發和系統可靠性技術做了詳細講解。
書盤結合，快速提高學習效率。光碟中附帶了硬體電路的設計圖、程序代碼和相關流程圖，讀者稍加修改就可以應用於自己的工作或者完成課題設計。 本書光碟包含所有項目案例相關的硬體電路設計圖、程序代碼和相關流程圖，讀者稍加修改便可應用於實際的工作或者自己的課題。光碟內容主要由3部分組成：
Protel電路設計圖
程序代碼
Visio流程圖 本書由邊海龍、孫永奎任主編，參與編寫的有陳勇、鄭國玲、羅楊、周建華、張攀峰和王蒞兵。姚新軍負責前期的策劃和後期質量監控。參與具體工作的還包括：王斌、萬雷、張強林、許志清、陳鯤、余松等。成都易為科技有限責任公司負責全書的審校。本書在編寫過程中還受到電子科技大學教授的關心和指導。非常感謝電子工業出版社老師的辛勤努力，使本書在第一時間與讀者見面。
由於編者水平有限，書中難免有疏漏和不足之處，懇請廣大讀者批評指正[email protected]。

F. 簡論單片機課程中單片機實驗教學探究

簡論單片機課程中單片機實驗教學探究

論文摘要：單片機的開發與應用、學習將造就一批計算機智能化控制的工程師、科學家。一些中等院校也相繼開設了單片機課程設計及相關的課程。在單片機及介面技術課程的教學過程中，實驗教學是重要的組成部分。針對單片機課程的教學改革，不斷加強單片機課程實驗環節，改革教學方法，虛擬模擬實驗在單片機教學中的應用，實踐表明，該方法有利於激發學生的學習興趣，培養學生的工程素養和創新能力，提高了教學效果。

論文關鍵詞：單片機；教學；模擬實驗

「單片機原理」是一門理論性、邏輯性、實踐性很強的學科，是電類專業一門非常重要的專業基礎課，把微機介面部分、匯編語言部分、通信技術部分的知識點等綜合在一起，屬於邏輯性、工程性、技術性、實踐性很強的一門專業基礎課。該課程作為電類專業最重要的核心課程之一，它是電類專業高素質技能型人才所需全部自動控制類知識結構的載體，占據著非常重要的位置。
然而，傳統的單片機教學一般注重課程本身的體系結構和前後的邏輯聯系，均以學科體系為出發點，忽略了「可學性」，致使學生學得吃力，老師教得辛苦，教學效果卻沒有顯現出來。

一、研究背景及意義

目前，全國將單片機列入單獨的比賽項目，在考查中注重學生的能力培養，學生的技能素養教育成為重中之重，加之社會需求高技能人才，許多學校為了適應社會的發展和市場需求在不同的專業開設了單片機課程，然而單片機課程是一門實踐性很強的課程，要想在教學過程中取得很好的效果，就必須要求學生在學習過程中多動手實踐，但有的學校教學設備有限，怎樣解決這個問題。模擬實驗課可以讓學生在單片機工作室里做中學，真正玩轉單片機，也同時解決了學生學起來枯燥，老師教起來吃力的尷尬局面。
目前單片機教學中存在諸多問題。如單片機課程理論為主，實驗教學多是進行驗證性實驗。單片機實驗室存在場地和時間限制，學生除了課上，很難有機會接觸到所需要的設備，如模擬器、實驗板等，個人配備成本太高，個體無法承擔。而且實驗箱只能驗證試驗的基本作用和意義，就無從談起學生動手能力的訓練和提升。單片機在當今社會中的應用速度發展迅速，然而單片機教材陳舊，實驗設備很容易落後、老化等問題，必然會帶來耗資等問題。由此可見，構建成本低廉的單片機模擬實驗系統對於單片機教學意義重大。它不僅可以降低實驗設備投資，而且能培提高學生的工程素質，養學生的創新精神。在單片機控制系統的設計開發過程中，我們不單要突出設備的自動化程度及智能性，另一方面也要重視控制系統的工作穩定性，否則就無法體現控制系統的優越性。
由於單片機控制系統應用系統的工作環境往往是比較惡劣和復雜的，其應用的可靠性、安全性就成為一個非常突出的問題。單片機控制系統應用必須長期穩定、可靠地運行，否則將導致控制誤差加大，嚴重時會使系統失靈，甚至造成巨大的損失。
影響單片機控制系統應用的可靠、安全運行的主要因素是來自系統內部和外部的各種電氣干擾，以及系統結果設計、元器件選擇、安裝、製造工藝和外部環境條件等。這些因素對控制系統造成的干擾後果主要表現在下述幾個方面。（1）數據採集誤差加大。（2）控制狀態失靈。（3）數據受干擾發生變化。（4）程序運行失常。
由於受到干擾後計數器的值是隨機的，因而導致程序混亂。通常的情況是程序將執行一系列毫無意義的指令，最後進入「死循環」，這將使輸出嚴重混亂或系統失靈。
隨著單片機及其介面技術的飛速發展，目前面對職業教育存在的突出問題：質量能力與規模能力不相適應，教學信息化程度低，古老的填鴨式課堂教學模式仍應用普遍，「雙師型」教師隊伍建設機制缺乏完善性，科學管理水平和改革創新能力就提到了日程，管理制度不健全，學校基本辦學規范不健全，科學的職業教育評價標准和評價機制達不到標准，學生成長的「通道」不暢通。
從新的教學要求來看，這類課程僅在課堂上講授基本原理是不夠的，必須在教學中加強實踐環節，開出一定數量的高質量的配套實驗課活獨立的實驗課程，讓學生有足夠的實驗機會。那麼對於單片機實驗教學環境建設就相應提出了高要求。怎樣解決這個問題，單片機模擬實驗應運而生。

二、「單片機模擬實驗」初探

伴隨著計算機技術的飛速發展，在各個領域都出現了各種模擬系統，為各種實際系統的開發提供了准確可靠的保證，同時為很多學校、企業等節約了大量的人力和物力。在電子信息技術領域也同樣出現了大量的模擬工具，如課堂上用到的各種EDA工具；模數混合模擬的Protel、Multisim等常見的電子應用模擬軟體，數字系統設計的Fundation、Maxplus II、Expert等。
所謂「模擬」，就是通過開發工具真實地模擬用戶系統的運行環境，使用戶能夠在透明和可控的條件下觀察系統運行過程中的狀態和結果，模擬實際上也是一種軟體和硬體的綜合調試手段，它能提高應用系統開發的效率。
用通俗的話來描述「單片機模擬實驗」就是在一塊虛擬電路板上按照真實電路的設計構想放置一些虛擬的元器件，並模擬實際燒ROM的過程鏈接上程序代碼，「接通」電路觀察效果，如果不理想的話可以反復修改電路或程序代碼，直至符合設計要求為止。
模擬實驗的好處是顯而易見的。在沒有模擬實驗的年代，每架構一個真實的電路都需要費時費力費錢，稍有不慎還有可能前功盡棄，再加上單片機中的ROM晶元是有擦寫次數的，而一段程序可能需要修改擦寫多次，無形中減少了ROM晶元的使用壽命。模擬實驗是在計算機上進行的（可能會費點兒電），以上問題都不存在，而且就現在的模擬軟體來說，模擬出來的電路效果與真實電路一模一樣，毫不誇張地說，只要模擬是成功的，就可以直接下工廠的流水線生產了。

G. 單片機項目的開發流程

開發流程如下：

（1）CPU開發。開發單片機中的CPU匯流排寬度，能夠有效完善單片機信息處理功能緩慢的問題，提高信息處理效率與速度，開發改進中央處理器的實際結構，能夠做到同時運行2-3個CPU，從而大大提高單片機的整體性能。

（2）程序開發。嵌入式系統的合理應用得到了大力推廣，對程序進行開發時要求能夠自動執行各種指令，這樣可以快速准確地採集外部數據，提高單片機的應用效率。

（3）存儲器開發。單片機的發展應著眼於內存，加強對基於傳統內存讀寫功能的新內存的探索，使其既能實現靜態讀寫又能實現動態讀寫，從而顯著提高存儲性能。

（4）計算機開發。進一步優化和開發單機片應激即分析，並應用計算機系統，通過連接通信數據，實現數據傳遞。

（5）C語言程序開發。優化開發C語言能夠保證單片機在十分復雜的計算機與控制環境中，可以正常有序的進行，促使其實現廣泛全面的應用。

(7)單片機應用系統開發新方法擴展閱讀

單片機項目包括模擬電路、數字電路和C語言知識。

模擬電路和數字電路屬於抽象學科，在學習單片機之前，覺得模擬電路和數字電路基礎不好的話，不要急著學習單片機，應該先回顧所學過的模擬電路和數字電路知識，為學習單片機加強基礎。

扎實的電子技術基礎是學好單片機的關鍵，直接影響單片機學習入門的快慢。

單片機屬於數字電路，其概念、術語、硬體結構和原理都源自數字電路，如果數字電路基礎扎實，對復雜的單片機硬體結構和原理就能容易理解，就能輕松地邁開學習的第一步，自信心也會樹立起來。

如果覺得單片機很難，那就應該去重溫數字電路，搞清楚觸發器、寄存器、門電路、COMS電路、時序邏輯和時序圖、進制轉換等理論知識。

H. 開發單片機應用系統需要什麼樣的開發環境

明確任務

分析和了解項目的總體要求，並綜合考慮系統使用環境、可靠性要求、可維護性及產品的成本等因素，制定出可行的性能指標。

(2)劃分軟、硬體功能

單片機系統由軟體和硬體兩部分組成。在應用系統中，有些功能既可由硬體來實現，也可以用軟體來完成。硬體的使用可以提高系統的實時性和可靠性;使用軟體實現，可以降低系統成本，簡化硬體結構。因此在總體考慮時，必須綜合分析以上因素，合理地制定硬體和軟體任務的比例。

(3)確定希望使用的單片機及其他關鍵部件

根據硬體設計任務，選擇能夠滿足系統需求並且性價比高的單片機及其他關鍵器件，如A/D、D/A轉換器、感測器、放大器等，這些器件需要滿足系統精度、速度以及可靠性等方面的要求。

(4)硬體設計

根據總體設計要求，以及選定的單片機及關鍵器件，利用Protel等軟體設計出應用系統的電路原理圖。

(5)軟體設計

在系統整體設計和硬體設計的基礎上，確定軟體系統的程序結構並劃分功能模塊，然後進行各模塊程序設計。

單片機程序設計語言可分為三類：

➢ 機器語言 ：又稱為二進制目標代碼，是CPU硬體唯一能夠直接識別的語言(在設計CPU時就已經確定其代碼的含義)。人們要計算機所執行的所有操作，最終都必須轉換成為相應的機器語言由CPU識別、控制執行。CPU系列不同，其機器語言代碼的含義也不盡相同。

➢ 匯編語言 ：由於機器語言必須轉換為二進制代碼描述，不便於記憶、使用和直接編寫程序，為此產生了與機器語言相對應的匯編語言。用匯編語言編寫的程序執行速度快，佔用存儲單元少，效率高。

➢ 高級語言 ：高級語言具有很好的可讀性，使程序的編寫和操作都十分方便，目前廣泛使用的高級語言是C51。

匯編語言和高級語言都必須被翻譯成機器語言之後才能被CPU識別。

I. 什麼是單片機應用系統 關於單片機應用系統 的了解

1、單片機系統是指單片機能正常工作所必須的外圍元件，主要由單片機、晶振電路和復位電路構成。而輸入、輸出部分則通過單片機的I/O口實現。一般地，單片機應用系統是指為實現特定的功能，由單片機、外圍介面電路及合適的軟體等構成的應用系統。

2、單片機是將中央處理器（CPU）、隨機存儲器（RAM）、只讀存儲器定時器晶元和一些輸入、輸出介面電路集成在一個晶元上的微控制器。

3、同微型計算機系統一樣，單片機應用系統也是由硬體和軟體組成的，硬體是應用系統的基礎，軟體則在硬體的基礎上對其資源進行合理調配，從而完成應用系統所要求的任務，是功能的體現者，二者相互依賴，缺一不可。

4、單片機系統的開發過程一般包括系統的總體設計、硬體設計、軟體設計和系統總體調試四個階段。這幾個設計階段並不是相互獨立的，它們之間相輔相成、聯系緊密，在設計過程中應綜合考慮、相互協調、各階段交叉進行。