单片机应用系统开发新方法

A. 单片机原理及应用技术

单片机的工作原理与计算机CPU的工作原理是一样的，主要是利用片内的半导体存储器存放用户的程序和数据，单片机的核心中央微处理器CPU中有指令寄存器、指令译码器，程序计数器等部件，由程序计数器寻找下一条要执行的指令，找到后，将指令送给指令寄存器，再由指令译码器翻译执行该指令，完成对指令功能的操作；单片机的工作就是不断地取指令、分析指令、执行指令的循环过程。在计算机中，为了便于管理，常把一条指令的执行过程划分为若干个阶段，每一阶段完成一项工作。例如，取指令、存储器读、存储器写等，这每一项工作称为一个基本操作。

单片机的周期

时钟周期

时钟周期也叫振荡周期或晶振周期，即晶振的单位时间发出的脉冲数，一般有外部的振晶产生，比如12MHZ=12×106，即每秒发出12000000个脉冲信号，那么发出一个脉冲的时间就是时钟周期，也就是1/12μs。通常也叫做系统时钟周期，是计算机中最基本的、最小的时间单位。

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在8051单片机中把一个时钟周期定义为一个节拍(用P表示)，二个节拍定义为一个状态周期(用S表示)。

机器周期

在计算机中，为了便于管理，常把一条指令的执行过程划分为若干个阶段，每一阶段完成一项工作。例如，取指令、存储器读、存储器写等，这每一项工作称为一个基本操作。完成一个基本操作所需要的时间称为机器周期。

B. 一般来说单片机开发系统应具备哪些功能

单片机应用系统的开发大体可分为三个阶段

1)确定任务，完成总体设计
(1)确定设计任务和系统功能指标，编写设计任务书
在单片机应用系统开发的前期阶段，首先必须认真细致地调查研究，深入了解用户各个方面的技术要求，了解国内外相似课题的技术水平，进行系统分析，摸清软件、硬件设计的技术难点等。然后确定课题所要完成的任务和应具备的功能，以及要达到的技术指标。综合考虑各种因素提出设计的初步方案，编写设计任务书。
设计任务书不但要明确系统设计任务，还要对系统规模做出规定，如主机机型、分机机型、配备哪些外围设备等，这是硬件设计、成本的依据。同时还应详尽说明系统的指标参数，操作规范，这是软件设计的基础。
(2)总体设计
拟定总体设计方案一般要通过认真调研、论证，最后定稿，以避免方案上的疏忽造成软件、硬件设计产生较大的返工，延误项目开发进程一总体方案的关键性计算难点，应设专题深入讨论，如传感器的选择。传感器常常是测试系统中的关键环节，一个设计合理的测控系统，往往会因传感器精度、非线性、温漂等指标限制，造成系统达不到指标要求。
总体设计要选择确定系统硬件的类型和数量，绘出系统硬件的总框图。其中主机电路是系统硬件的核心，耍依据系统功能的复杂程度、性能指标、精度要求，选定一种性能价格比合适的单片机型号，同时根据需要选定外围扩展芯片、人机接口电路及配置外部设备。
输入/输出通道是系统硬件的重要组成部分，总体设计要根据信号参数、功能指标要求合理选择通道数量、通道的结构、抗干扰措施、驱动能力等，确定输入/输出通道所需的硬件类型和数量。硬件电路各种类型的选择，一般都要进行综合比较，这些比较和选择必须是在局部试验的基础之上完成的。
总体设计还应完成软件设计任务分析，绘出系统软件的总框图。设计人员还应反复权衡哪些功能由硬件完成，哪些任务由软件完成，对软件、硬件比例做出合理安排。
总体设计一旦确定，系统的大致规模、软件的基本框架就确定了。然后就可将系统设计任务按功能模块分解成若干课题，拟定出详细的工作计划，使后面的软件、硬件设计同时并行展开。

2)硬件、软件设计与调试 U209B
(1)硬件设计
总体设计之后，就进入正式研制阶段。为使硬件设计尽可能合理，应注意下列原则。
①尽可能选择典型电路，采用硬件移植技术，力求硬件标准化、模块化。
②尽可能选择功能强的新型芯片取代若干普通芯片，以简化硬件电路，同时随着新型芯片价格不断降低，硬件系统成本也可能育所下降。
③系统扩展与配置应充分满足应用系统的功能要求，并留有余地，以备将来系统维护及更新换代。
④尽可能以软代硬。软、硬件具有可换性，硬件多了不但会增加成本，而且使系统出现故障的概率增加。以软代硬的实质是以时间代空间，可见这种代替是以降低系统的实时性为代价的。同此，考虑以软代硬的原则，应以不影响系统的性能为前提。
⑤可靠性及抗干扰设计。为确保系统长期可靠运行，硬件设计必须采取相应的可靠性及抗干扰措施，包括芯片、器件选择，去耦滤波，合理布线，通道隔离等。
⑥必须考虑驱动能力。单片机各I/O端口的负载能力有限，外部扩展应不超过其总负载能力的70%，如果扩展芯片较多，可能造成负载过重，系统工作不可靠。此时，应考虑设置线路驱动器。
⑦监测电路的设计。系统运行中出现故障，应能及时报警，这就要求系统具有自诊断功能，必须为系统设计有关监测电路。
⑧结构工艺设计。结构工艺设计是单片机应用系统设计的重要内容，可以单独列为硬件设计、软件设计之外的第三项设计内容，这里把它放在硬件设计中来研究。结构工艺设计包括系统设备的造型、壳体结构、外形尺寸、面板布局、模块固定连接方式、印制电路板、配线和插接件等。要求尽量做到标准化、规范化、模块化。一般以单片机为核心的产品，其单片机系统都足内装式、嵌入式，与设备本身有机地融为一体，这类产品都要求结构紧凑、美观大方，人机界面友好，便于操作、安装、调试及维修。
为提高硬件设计质量，加快研制速度，通常在设计印制电路板时，考虑开辟一小片机动布线区。在机动布线区中，可以插入若干片集成电路插座，并有金属化孔，但无布线。当样机研制中发现硬件电路有明显不足需要增加若干元器件时，可在机动布线区中临时拉线来完成，从而避免大返工。
(2)软件设计
单片机应用系统的设计以软件设计为重点，软件设计的工作量比较大。首先将软件总框图中的各功能模块具体化，逐级画出详细框图，作为软件设计的依据。
编程可采用汇编语言或各种高级语言。对于规模不大的软件多采用汇编语言编写，而对于较复杂的软件，且运算任务较重时，可考虑采用高级语言编程。C51、C96交叉编译软件是近年来较为流行的一种软件开发工具，它采用c语言编写源程序。
软件设计应当尽可能采用结构化设计和模块化编程的方法，这有利于查错、调试和增删程序。为提高可靠性，应实施软件抗干扰措施，编程必须进行优化，仔细推敲，合理安排，利用各种程序设计技巧，设计出结构清晰，便于调试和移植，占内存空间小，执行时间短的应用程序。
(3)碗件、软件调试
单片机应用系统硬件、软件研制与调试，由于单片机系统本身不具备自开发能力，所以必须借助于开发工具——单片机开发系统。通过它可方便地进行编程、汇编、调试、运行、仿真等操作。
单片机开发系统性能的优劣直接影响应用系统的设计水平和研制的工作效率。目前使用较多的是“通用型开发系统”，由通用微机系统、在线仿真器、EPROM及EEPROM读/写器等部分组成，如图5.3所示。另外，还有“简易型开发系统”、“软件模拟开发系统”、“专用开发系统”等。

硬件调试分以下两步进行。
①硬件电路检查。硬件电路检查在单片机开发系统之外进行，可用万用表、逻辑笔等常规工具，检查电路制作是否正确无误，要核对元器件规格、型号，检查芯片间连线是否正确，是否有短路、虚焊等故障，对电源系统更应仔细检查以防电源短路，极性错误。
②硬件诊断调试。硬件诊断调试在单片机开发系统上进行，用单片机开发系统的仿真头代替应用系统的单片机，再编制一些调试程序，即可迅速排除故障完成硬件的诊断调试。
硬件电路运行是否正常，还可通过测定一些重要的波形来确定。例如，可检查单片机及扩展器件的几个控制信号的波形与硬件手册所规定的指标是否相符，断定其工作正常与否。

3)系统总调、性能测定
系统样机装配好之后，还必须进行联机总调，排除应用系统样机中的软件、硬件故障。在总调阶段还毖须进行系统性能指标测试，以确定是否满足设计要求，写出性能测试报告。系统样机联机总调、测试工作正常之后便可投入现场试用。
最后一项重要工作是编制设计文件，这不仅是单片机应用系统开发工作的总结，而且是系统使用、维修、更新的重要技术资料文件。设计文件内容应包括：设计任务和功能描述；设计方案论证；性能测试和现场使用报告；使用操作说明；硬件资料：硬件逻辑图、电路原理图、元件布置和接线图、接插件引脚图和印制电路板图等；软件资料：软件框图和说明，标号和子程序名称清单，参量定义清单，存储单元和输入/输出口地址分配表以及程序清单。
随着技术的进步，单片机应用系统开发可采用在系统可编程技术，即采用JTAG接口完成系统软件设计和调试，仅仅需要一根下载线和一台通用PC及相关软件。

C. 51单片机是什么如何学习它的编程都用在哪些方面

51单片机是对所有兼容Intel 8031指令系统的单片机的统称。

由于intel生产的8031的升级版8051工艺成熟，成为当时市场应用量最大的单片机，所以对此类兼容芯片统称51单片机。

该系列单片机的始祖是Intel的8031单片机，后来随着Flash rom技术的发展，8031单片机取得了长足的进展，成为应用最广泛的8位单片机之一，其代表型号是ATMEL公司的AT89系列，它广泛应用于工业测控系统之中。很多公司都有51系列的兼容机型推出，今后很长的一段时间内将占有大量市场。51单片机是基础入门的一个单片机，还是应用最广泛的一种。

现在每年仍旧会使用几十亿片51系列的兼容芯片，在你想得到的电器、玩具上，比如：遥控灯具、洗衣机、冰箱、电子钟表、显示器、汽车(每辆汽车可能会用到十几到几十片)。。。。。

学习它很简单，到当地书店、图书馆、随手可以找到几十种单片机入门书，8成以上是讲51系列单片机的。

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学习编辑

作为一个初学者，如何单片机入门？

知识上，其实不需要多少东西，会简单的C语言，知道51单片机的基本结构就可以了。一般的大学毕业生都可以了，自学过这2门课程的高中生也够条件。设备上，一般是建议购买一个仿真器，例如，的“双功能下载线”就具有良好的稳定性和较快的下载速度，上位机可扩展，可以下载更多的单片机及嵌入式芯片。通过实验，这样才可以进行实际的，全面的学习。日后在工作上，仿真器也大有用处。还有，一般光有仿真器是不行，还得有一个实际的电路，即学习板，如图，即为，单片机最小系统。

学习板以强大的接口为主，单片机的学习分两方面，一方面是单片机的原理及内部结构，另一方面是单片机的接口技术。这些都是需要平时多积累，多动手，多思考，这样才能学好单片机技术。

注：“双功能下载线”在网络文库里有详细的使用说明，并且上位机会定期更新以支持更多的单片机。

单片机学习的4个阶段

一、整体了解

要知道 单片机是什么？单片机有何用？如何系统学习单片机？单片机系统设计的流程是怎样的，需要掌握哪些辅助软件？

了解这些之后，我们的学习就有了目标和方向。

二、揭秘单片机很难学，是因为其内部结构、编程语言抽象，且实际应用中与其他电子技术和元器件知识相互关联，需结合起来一起设计开发产品。所以，第二阶段要了解单片机的内部结构是怎样的？单片机开发经常会用到哪些电子技术和元器件知识？如何将一条条编程指令组合成一段段有效的程序？

三、解密之所以单片机能成为控制核心，设计出包罗万象的应用系统来，是因为开发者利用了单片机提供的种种功能及各种外设。所以，第三阶段我们要掌握单片机的各种功能，再加上诸如传感器、模数转换、扫描显示、串行、中断的应用思维，结合更多的元器件、电子电路知识，逐个学习、体会实际的单片机系统的秘密。

四、远航通过以上三个阶段，读者基本就可掌握单片机的应用了。但要设计出丰富的单片机系统，解决复杂的实际问题，还需要了解更多的外设知识及其与单片机的联系（如电动机、各类

存储器、继电器、红外管等）。这些需要不断的学习和积累。有时候，接到一些开发任务，就需要你针对这个任务自觉地去搜集、学习相关知识，在实践中不断载学习和提高。

参考网络：http://ke..com/link?url=

D. 单片机开发要注意什么

一、 如何提高C语言编程代码的效率

邓宏杰指出，用C语言进行单片机程序设计是单片机开发与应用的必然趋势。他强调：“如果使用C编程时，要达到最高的效率，最好熟悉所使用的C编译器。先试验一下每条C语言编译以后对应的汇编语言的语句行数，这样就可以很明确的知道效率。在今后编程的时候，使用编译效率最高的语句。”

他指出，各家的C编译器都会有一定的差异，故编译效率也会有所不同，优秀的嵌入式系统C编译器代码长度和执行时间仅比以汇编语言编写的同样功能程度长5-20％。他说：“对于复杂而开发时间紧的项目时，可以采用C语言，但前提是要求你对该MCU系统的C语言和C编译器非常熟悉，特别要注意该C编译系统所能支持的数据类型和算法。虽然C语言是最普遍的一种高级语言，但由于不同的MCU厂家其C语言编译系统是有所差别的，特别是在一些特殊功能模块的操作上。所以如果对这些特性不了解，那么调试起来问题就会很多，反而导致执行效率低于汇编语言。”

二、 如何减少程序中的bug？

对于如何减少程序的bug，邓宏杰给出了一些建议，他指出系统运行中应考虑的超范围管理参数有：

1．物理参数。这些参数主要是系统的输入参数，它包括激励参数、采集处理中的运行参数和处理结束的结果参数。合理设定这些边界，将超出边界的参数都视为非正常激励或非正常回应进行出错处理。

2．资源参数。这些参数主要是系统中的电路、器件、功能单元的资源，如记忆体容量、存储单元长度、堆叠深度。在程式设计中，对资源参数不允许超范围使用。

3．应用参数。这些应用参数常表现为一些单片机、功能单元的应用条件。如E2PROM的擦写次数与资料存储时间等应用参数界限。

4．过程参数。指系统运行中的有序变化的参数。

三、如何解决单片机的抗干扰性问题

邓宏杰指出：防止干扰最有效的方法是去除干扰源、隔断干扰路径，但往往很难做到，所以只能看单片机抗干扰能力够不够强了。单片机干扰最常见的现象就是复位；至于程序跑飞，其实也可以用软件陷阱和看门狗将程序拉回到复位状态；所以单片机软件抗干 扰最重要的是处理好复位状态.一般单片机都会有一些标志寄存器，可以用来判断复位原因；另外你也可以自己在RAM中埋一些标志。在每次程序复位时，通过判断这些标志，可以判断出不同的复位原因；还可以根据不同的标志直接跳到相应的程序。这样可以使程序运行有连续性，用户在使用时也不会察觉到程序被重新复位过。

四、 如何测试单片机系统的可靠性

有读者希望了解用用什么方法来测试单片机系统的可靠性，邓宏杰指出：“当一个单片机系统设计完成，对于不同的单片机系统产品会有不同的测试项目和方法，但是有一些是必须测试的：

1．测试单片机软件功能的完善性。这是针对所有单片机系统功能的测试，测试软件是否写的正确完整。

2．上电、掉电测试。在使用中用户必然会遇到上电和掉电的情况，可以进行多次开关电源，测试单片机系统的可靠性。

3．老化测试。测试长时间工作情况下，单片机系统的可靠性。必要的话可以放置在高温，高压以及强电磁干扰的环境下测试。

4、ESD和EFT等测试。可以使用各种干扰模拟器来测试单片机系统的可靠性。例如使用静电模拟器测试单片机系统的抗静电ESD能力；使用突波杂讯模拟器进行快速脉冲抗干扰EFT测试等等。

邓宏杰强调：“还可以模拟人为使用中，可能发生的破坏情况。例如用人体或者衣服织物故意摩擦单片机系统的接触端口，由此测试抗静电的能力。用大功率电钻靠近单片机系统工作，由此测试抗电磁干扰能力等。”

E. 单片机开发与典型工程项目实例详解的前言

随着大规模集成电路技术的发展，单片微型计算机也随之大发展，各种新颖的单片机层出不穷。单片机具有体积小、重量轻、应用灵活且价格低廉等特点，广泛地应用于人类生活的各个领域，成为当今科学技术现代化不可缺少的重要工具。人们迫切希望学习和应用单片机解决各自工作中碰到的技术问题。为此，我们编写了本书。
单片机系统的开发融合了硬件和软件的相关技术。要完成单片机系统的开发，用户不仅需要掌握编程技术，还需要针对实际应用选择合理的单片机芯片和外围器件，以此为基础，设计硬件电路。
通过具体的项目案例来学习单片机系统的开发是一条科学而且高效的途径。在项目案例的选择上，本书着重突出“应用”和“实用”的基本原则，项目案例来源于实践，具有代表性、技术领先性，以及应用的广泛性。基于这个原则，编者从多年实际项目案例出发，细致讲解单片机项目的需求、设计原理、相关知识、单片机选型、电路设计、具体模块设计和编码实现，以使读者对单片机项目开发有系统的认识。
本书注重将多年的开发经验和技巧融合到具体项目案例的讲解中，为开发人员提供必要的知识积累，解决实际工程中的问题。在程序开发语言方面，本书尽量用简洁的语言来清晰阐述易于理解的概念和思路，并且附带程序流程图。同时，对程序代码作了细致的中文注释，有利于读者举一反三，快速应用和提高。 本书共15章，主要内容为：
第l章介绍了单片机开发的硬件基础，具体讲解单片机的内部结构、引脚功能和存储器组织等必要的知识。
第2章介绍单片机开发软环境，其中主要介绍了Keil C 51和Microchip的单片机的软件开发环境，讲解了单片机C语言开发基础，此外还讲解单片机混合编程的重要知识，为后期开发打基础。
第3章介绍了单片机系统的开发步骤，讲解开发的流程和思路，以及单片机项目开发的芯片选型等实用知识。第4章介绍了单片机系统中常用的数字滤波和简单的控制算法。
第5章到13章详细讲解单片机具体工程的实现，它们是键盘接口电路、城市交通指挥系统、IC卡读写系统的开发及其应用、阵列式LED显示屏、无刷直流电机控制、永磁同步电机控制、汽车行驶状态记录仪、USB-GPIB控制器的实现、抗干扰技术和可靠性在单片机应用系统设计中的重要性。
第14章、第15章从软件和硬件两个方面介绍了单片机系统的抗干扰技术。
书中的每个具体的工程均详细阐明了原理，具体的实现功能，并给出了相应的原理图和相关的代码以及注意事项和难点。 本书深入浅出、通俗易懂，并注重理论联系实际，着重实际应用。具有如下显着的特点：
8大完整单片机开发项目，层层剖析单片机开发实践，快速掌握应用系统设计。
突出所选取内容的实用性、典型性。项目案例来自科研工作及实际工程，内容丰富、翔实。设计方案均为典型方案，有利于读者提高设计工作的效率。
细致讲解设计原理和思路、基本开发流程和代码注释，方便读者理解和掌握知识。对于重点难点给予提示讲解，轻松学到更多。
关注开发实践，对系统设计用到的新器件做了详细的介绍，结合关注度高的USB开发和系统可靠性技术做了详细讲解。
书盘结合，快速提高学习效率。光盘中附带了硬件电路的设计图、程序代码和相关流程图，读者稍加修改就可以应用于自己的工作或者完成课题设计。 本书光盘包含所有项目案例相关的硬件电路设计图、程序代码和相关流程图，读者稍加修改便可应用于实际的工作或者自己的课题。光盘内容主要由3部分组成：
Protel电路设计图
程序代码
Visio流程图 本书由边海龙、孙永奎任主编，参与编写的有陈勇、郑国玲、罗杨、周建华、张攀峰和王莅兵。姚新军负责前期的策划和后期质量监控。参与具体工作的还包括：王斌、万雷、张强林、许志清、陈鲲、余松等。成都易为科技有限责任公司负责全书的审校。本书在编写过程中还受到电子科技大学教授的关心和指导。非常感谢电子工业出版社老师的辛勤努力，使本书在第一时间与读者见面。
由于编者水平有限，书中难免有疏漏和不足之处，恳请广大读者批评指正[email protected]。

F. 简论单片机课程中单片机实验教学探究

简论单片机课程中单片机实验教学探究

论文摘要：单片机的开发与应用、学习将造就一批计算机智能化控制的工程师、科学家。一些中等院校也相继开设了单片机课程设计及相关的课程。在单片机及接口技术课程的教学过程中，实验教学是重要的组成部分。针对单片机课程的教学改革，不断加强单片机课程实验环节，改革教学方法，虚拟仿真实验在单片机教学中的应用，实践表明，该方法有利于激发学生的学习兴趣，培养学生的工程素养和创新能力，提高了教学效果。

论文关键词：单片机；教学；仿真实验

“单片机原理”是一门理论性、逻辑性、实践性很强的学科，是电类专业一门非常重要的专业基础课，把微机接口部分、汇编语言部分、通信技术部分的知识点等综合在一起，属于逻辑性、工程性、技术性、实践性很强的一门专业基础课。该课程作为电类专业最重要的核心课程之一，它是电类专业高素质技能型人才所需全部自动控制类知识结构的载体，占据着非常重要的位置。
然而，传统的单片机教学一般注重课程本身的体系结构和前后的逻辑联系，均以学科体系为出发点，忽略了“可学性”，致使学生学得吃力，老师教得辛苦，教学效果却没有显现出来。

一、研究背景及意义

目前，全国将单片机列入单独的比赛项目，在考查中注重学生的能力培养，学生的技能素养教育成为重中之重，加之社会需求高技能人才，许多学校为了适应社会的发展和市场需求在不同的专业开设了单片机课程，然而单片机课程是一门实践性很强的课程，要想在教学过程中取得很好的效果，就必须要求学生在学习过程中多动手实践，但有的学校教学设备有限，怎样解决这个问题。仿真实验课可以让学生在单片机工作室里做中学，真正玩转单片机，也同时解决了学生学起来枯燥，老师教起来吃力的尴尬局面。
目前单片机教学中存在诸多问题。如单片机课程理论为主，实验教学多是进行验证性实验。单片机实验室存在场地和时间限制，学生除了课上，很难有机会接触到所需要的设备，如仿真器、实验板等，个人配备成本太高，个体无法承担。而且实验箱只能验证试验的基本作用和意义，就无从谈起学生动手能力的训练和提升。单片机在当今社会中的应用速度发展迅速，然而单片机教材陈旧，实验设备很容易落后、老化等问题，必然会带来耗资等问题。由此可见，构建成本低廉的单片机仿真实验系统对于单片机教学意义重大。它不仅可以降低实验设备投资，而且能培提高学生的工程素质，养学生的创新精神。在单片机控制系统的设计开发过程中，我们不单要突出设备的自动化程度及智能性，另一方面也要重视控制系统的工作稳定性，否则就无法体现控制系统的优越性。
由于单片机控制系统应用系统的工作环境往往是比较恶劣和复杂的，其应用的可靠性、安全性就成为一个非常突出的问题。单片机控制系统应用必须长期稳定、可靠地运行，否则将导致控制误差加大，严重时会使系统失灵，甚至造成巨大的损失。
影响单片机控制系统应用的可靠、安全运行的主要因素是来自系统内部和外部的各种电气干扰，以及系统结果设计、元器件选择、安装、制造工艺和外部环境条件等。这些因素对控制系统造成的干扰后果主要表现在下述几个方面。（1）数据采集误差加大。（2）控制状态失灵。（3）数据受干扰发生变化。（4）程序运行失常。
由于受到干扰后计数器的值是随机的，因而导致程序混乱。通常的情况是程序将执行一系列毫无意义的指令，最后进入“死循环”，这将使输出严重混乱或系统失灵。
随着单片机及其接口技术的飞速发展，目前面对职业教育存在的突出问题：质量能力与规模能力不相适应，教学信息化程度低，古老的填鸭式课堂教学模式仍应用普遍，“双师型”教师队伍建设机制缺乏完善性，科学管理水平和改革创新能力就提到了日程，管理制度不健全，学校基本办学规范不健全，科学的职业教育评价标准和评价机制达不到标准，学生成长的“通道”不畅通。
从新的教学要求来看，这类课程仅在课堂上讲授基本原理是不够的，必须在教学中加强实践环节，开出一定数量的高质量的配套实验课活独立的实验课程，让学生有足够的实验机会。那么对于单片机实验教学环境建设就相应提出了高要求。怎样解决这个问题，单片机仿真实验应运而生。

二、“单片机仿真实验”初探

伴随着计算机技术的飞速发展，在各个领域都出现了各种仿真系统，为各种实际系统的开发提供了准确可靠的保证，同时为很多学校、企业等节约了大量的人力和物力。在电子信息技术领域也同样出现了大量的仿真工具，如课堂上用到的各种EDA工具；模数混合仿真的Protel、Multisim等常见的电子应用仿真软件，数字系统设计的Fundation、Maxplus II、Expert等。
所谓“仿真”，就是通过开发工具真实地模拟用户系统的运行环境，使用户能够在透明和可控的条件下观察系统运行过程中的状态和结果，仿真实际上也是一种软件和硬件的综合调试手段，它能提高应用系统开发的效率。
用通俗的话来描述“单片机仿真实验”就是在一块虚拟电路板上按照真实电路的设计构想放置一些虚拟的元器件，并模拟实际烧ROM的过程链接上程序代码，“接通”电路观察效果，如果不理想的话可以反复修改电路或程序代码，直至符合设计要求为止。
仿真实验的好处是显而易见的。在没有仿真实验的年代，每架构一个真实的电路都需要费时费力费钱，稍有不慎还有可能前功尽弃，再加上单片机中的ROM芯片是有擦写次数的，而一段程序可能需要修改擦写多次，无形中减少了ROM芯片的使用寿命。仿真实验是在计算机上进行的（可能会费点儿电），以上问题都不存在，而且就现在的仿真软件来说，仿真出来的电路效果与真实电路一模一样，毫不夸张地说，只要仿真是成功的，就可以直接下工厂的流水线生产了。

G. 单片机项目的开发流程

开发流程如下：

（1）CPU开发。开发单片机中的CPU总线宽度，能够有效完善单片机信息处理功能缓慢的问题，提高信息处理效率与速度，开发改进中央处理器的实际结构，能够做到同时运行2-3个CPU，从而大大提高单片机的整体性能。

（2）程序开发。嵌入式系统的合理应用得到了大力推广，对程序进行开发时要求能够自动执行各种指令，这样可以快速准确地采集外部数据，提高单片机的应用效率。

（3）存储器开发。单片机的发展应着眼于内存，加强对基于传统内存读写功能的新内存的探索，使其既能实现静态读写又能实现动态读写，从而显着提高存储性能。

（4）计算机开发。进一步优化和开发单机片应激即分析，并应用计算机系统，通过连接通信数据，实现数据传递。

（5）C语言程序开发。优化开发C语言能够保证单片机在十分复杂的计算机与控制环境中，可以正常有序的进行，促使其实现广泛全面的应用。

(7)单片机应用系统开发新方法扩展阅读

单片机项目包括模拟电路、数字电路和C语言知识。

模拟电路和数字电路属于抽象学科，在学习单片机之前，觉得模拟电路和数字电路基础不好的话，不要急着学习单片机，应该先回顾所学过的模拟电路和数字电路知识，为学习单片机加强基础。

扎实的电子技术基础是学好单片机的关键，直接影响单片机学习入门的快慢。

单片机属于数字电路，其概念、术语、硬件结构和原理都源自数字电路，如果数字电路基础扎实，对复杂的单片机硬件结构和原理就能容易理解，就能轻松地迈开学习的第一步，自信心也会树立起来。

如果觉得单片机很难，那就应该去重温数字电路，搞清楚触发器、寄存器、门电路、COMS电路、时序逻辑和时序图、进制转换等理论知识。

H. 开发单片机应用系统需要什么样的开发环境

明确任务

分析和了解项目的总体要求，并综合考虑系统使用环境、可靠性要求、可维护性及产品的成本等因素，制定出可行的性能指标。

(2)划分软、硬件功能

单片机系统由软件和硬件两部分组成。在应用系统中，有些功能既可由硬件来实现，也可以用软件来完成。硬件的使用可以提高系统的实时性和可靠性;使用软件实现，可以降低系统成本，简化硬件结构。因此在总体考虑时，必须综合分析以上因素，合理地制定硬件和软件任务的比例。

(3)确定希望使用的单片机及其他关键部件

根据硬件设计任务，选择能够满足系统需求并且性价比高的单片机及其他关键器件，如A/D、D/A转换器、传感器、放大器等，这些器件需要满足系统精度、速度以及可靠性等方面的要求。

(4)硬件设计

根据总体设计要求，以及选定的单片机及关键器件，利用Protel等软件设计出应用系统的电路原理图。

(5)软件设计

在系统整体设计和硬件设计的基础上，确定软件系统的程序结构并划分功能模块，然后进行各模块程序设计。

单片机程序设计语言可分为三类：

➢ 机器语言 ：又称为二进制目标代码，是CPU硬件唯一能够直接识别的语言(在设计CPU时就已经确定其代码的含义)。人们要计算机所执行的所有操作，最终都必须转换成为相应的机器语言由CPU识别、控制执行。CPU系列不同，其机器语言代码的含义也不尽相同。

➢ 汇编语言 ：由于机器语言必须转换为二进制代码描述，不便于记忆、使用和直接编写程序，为此产生了与机器语言相对应的汇编语言。用汇编语言编写的程序执行速度快，占用存储单元少，效率高。

➢ 高级语言 ：高级语言具有很好的可读性，使程序的编写和操作都十分方便，目前广泛使用的高级语言是C51。

汇编语言和高级语言都必须被翻译成机器语言之后才能被CPU识别。

I. 什么是单片机应用系统 关于单片机应用系统 的了解

1、单片机系统是指单片机能正常工作所必须的外围元件，主要由单片机、晶振电路和复位电路构成。而输入、输出部分则通过单片机的I/O口实现。一般地，单片机应用系统是指为实现特定的功能，由单片机、外围接口电路及合适的软件等构成的应用系统。

2、单片机是将中央处理器（CPU）、随机存储器（RAM）、只读存储器定时器芯片和一些输入、输出接口电路集成在一个芯片上的微控制器。

3、同微型计算机系统一样，单片机应用系统也是由硬件和软件组成的，硬件是应用系统的基础，软件则在硬件的基础上对其资源进行合理调配，从而完成应用系统所要求的任务，是功能的体现者，二者相互依赖，缺一不可。

4、单片机系统的开发过程一般包括系统的总体设计、硬件设计、软件设计和系统总体调试四个阶段。这几个设计阶段并不是相互独立的，它们之间相辅相成、联系紧密，在设计过程中应综合考虑、相互协调、各阶段交叉进行。