单片机开发系统综述

单片机开发系统综述

单片机本身没有自开发功能，必须借助开发工具来进行软硬件调试和程序固化。单片机开发工具性能的优劣直接影响单片机应用产品的开发周期。本文从单片机工具所应具有的功能出发，进一步谈谈各类单片机开发工具功能上的差异，便于读者在选购开发工具时进行比较。最后，以国内常见的MCS一51及MCS一5l兼容系列单片机开发工具为例，对其性能进行简单的介绍。

一、单片机开发工具的功能

单片机开发系统通常由主机(一般是个人电脑)、单片机仿真器、编程器等三部分组成。衡量单片机系统性能的优劣要从其实时在线仿真功能、调试功能和辅助设计功能三方面加以考虑。

1．实时在线仿真功能

实时在线仿真是指开发系统中的仿真器能仿真用户目标系统中的单片机并模拟目标系统中的ROM、RAM和I／O口，使在线仿真时用户目标系统的运行环境和运行速度与脱离仿真器后用户目标系统独立运行时的环境和运行速度完全一致。在线仿真时开发系统应能将仿真器中的单片机完整地(包括片内的全部资源及外部可扩展的程序存储器和数据存储器)出借给目标系统，不占用任何资源，电不受任何限制，仿真单片机韵电气特性也应与用户系统的单片机一致，使用户可根据单片机的资源特性进行设计；另外，在用户目标机未做好前，还可借用仿真器内的资源进行软件调试。

2．调试功能

开发系统软硬件调试功能的强弱，直接关系到产品开发的效率。性能优良的开发系统应具有以下调试功能。

(1)运行控制功能

应能以单步、断点(多种断点条件)、连续三种方式运行程序；在各种运行方式下，用户能根据需要启动或停止程序的执行；当程序中断时应能保持断点处的现场(包括Pc等特殊功能寄存器、I／O口等)。

(2)状态的读出和修改功能

用户可以读出／修改目标系统所有资源的状态，以便检查运行的结果。这些资源包括：程序存储器(仿真RAM或用户目标机中的ROM)、单片机片内资源、扩展的数据存储器和I／0口等。

(3)跟踪功能

高性能的单片机开发系统还具有逻辑分析仪的功能。在程序运行过程中，能监视和存储目标系统总线上的地址、数据和控制信号的变化，也可显示某总线变化的波形，对于分析定位故障尤为有用。

3．辅助设计功能

软件的辅助设计功能也是衡量单片机开发系统功能强弱的重要标志之一。软件辅助设计功能包括：

程序设计语言：单片机的程序设计语言有机器语言、汇编语言和高级语言。机器语言程序的输入、修改和调试均很麻烦，仅在简单的开发装置中使用；汇编语言使用灵活、程序容易优化，是单片机开发中最常用的语言；高级语言具有通用性好、功能强等特点，设计人员只要掌握该语言而无须完全掌握具体单片机的指令系统便可编制程序，且在改换单片机型号

时程序的移植十分容易，特别是对习惯使用高级语言的用户更是十分方便。MCS一5l系列单片机常用的高级语言有： PL／M51、C一51、MBASIC一5l等。在程序设计时可交叉使用汇编语言和高级语言。

程序编辑：单片机开发系统通常提供。EDI』N、PE等全屏幕编辑软件来编辑汇编语言和高级语言程序，提供交叉汇编程序或编译程序将源程序汇编成目标程序并生成程序清单文件。其它软件功能：一些开发系统还提供反汇编程序和实用子程序库。反汇编程序将机器码程序反汇编成汇编语言源程序，用于仿制和解剖产品；实用子程序库可由用户宏调用，以减少用户软件设计的工作量。综上所述，一个好的单片机开发系统应能提供一个完全“透明”的、可由用户控制运行方式和修改运行现场的单片机，实时在线完全一致地仿真用户目标系统，同时还能支持包括汇编语言、高级语言在内的多种程序设计语言的编辑、汇编和编译，提供反汇编和子程序库。高性能的开发系统还具有逻辑分析仪的功能。

二、单片机开发工具的类型

单片机开发工具分为单片机开发系统和简单的单片机开发装置及具有自开发功能的单片单板机。

1．单片机开发系统有通用和专用两大类。通用开发系统配有多种在线仿真器和相应的开发软件，使用时只要更换仿真器板，便可仿真不同型号的单片机，Intel公司的．Intellec 开发系统便可开发48、51、96系列单片机。通用开发系统价格十分昂贵，只有少数单位购买。专用开发系统通常由个人电脑、在线仿真器、编程器构成，只能开发一种类型的单片机。

由于其具有较强的功能和较高的性能价格比而受到普遍的欢迎，是目前应用最广的开发工具。开发系统中仿真器又可分为简易型、普及型和高级型，价格在数百元至数千元不等。

2．简单的单片机开发装置不需PC机支持，具有在线开发单片机应用系统的功能，但程序输入多用机器码(目前也有使用汇编语言或C、BASIC语言的产品)，程序显示用七段数码管(或LCD)，调试手段较落后，开发效率较低。

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