单片机的编程语言和开发环境

单片机的编程语言和开发环境

在《嵌入式编程之单片机的基本构成、工作原理》和《嵌入式编程之单片机的外围功能电路》我们介绍了单片机硬件方面的知识。本文将介绍单片机的开发环境和编程语言。

CPU懂的机器语言

单片机的CPU从存储器读取程序，但是一次只能读取一条指令，然后解释每条指令，并执行。存储器中保存的内容，不管是程序还是数据，都是二进制代码0和1组成的字符串。指令二进制代码告诉CPU要做什么，而数据二进制代码则是CPU操作或处理指令时要使用的值。CPU的操作包含加、减运算等指令。这些像密码一样排列的0和1字符串就是机器语言。比如图1左边显示的就是一个机器语言指令，意思是将2放入寄存器A（寄存器是CPU内部的储存区域）。

CPU总是按存储器地址的顺序读取指令代码，除非遇到跳跃指令。例如，如果复位后的地址是0000，则从0000开始按0001、0002、0003的顺序读取并执行指令。也可以说，一个程序就是按处理要求排列一系列的机器语言。

CPU只能理解如上所述的机器语言。因此，为了使CPU运行，就必须使用机器语言的程序。但是，机器语言不易为人们识别和读写。因此，人们用了更简单易懂的字符串来代替机器语言，这就是汇编语言。例如，在给寄存器A赋值2这样的处理时，如果用汇编语言来表示，就很简单，请看图1的右边部分。汇编语言中，用MOV字符串表示赋值，所以给寄存器A赋值2的处理就可用MOV A，#02表示。

图1：机器语言和汇编语言的比较

虽然汇编语言比机器语言更加简单易懂了，但是人们读起来还是挺难理解的。而且，汇编语言还存在另一个问题，就是不同的CPU，机器语言的描述方式也不同。因此，如果更换了CPU，就必须改写与机器语言有着密不可分关系的汇编语言，工作量比较大。（以上例子中的机器语言和汇编语言均为瑞萨的RL78族单片机中的语言。）