學習單元一 使用單片機前的準備工作

在學習使用單片機前，我們要做好如下準備工作：

一、硬件準備

（1）一臺普通的電腦。電腦作為一種工具是不可缺少的。

（2）一塊實訓電路板。實訓電路板也稱實驗板或用戶電路板，市場上可售的很多，初學者也可自己制作，它為初學者學習單片機提供了一個硬件平臺。目前在校學生學習單片機大多在實驗箱上進行，實驗箱為初學者提供了專用于實驗的電路板。有了實驗板，對初學者來說，免去了焊接電路板的麻煩。

（3）一片51單片機。本書建議初學者采用新型51系列單片機。如STC公司的STC89C51/52 RC等可利用RS-232串口型下載線[見圖1-12（a）]燒寫程序，ATMEL公司的AT89S51/52可利用并口型下載線[見圖1-12（b）]燒寫程序。

（4）一個編程器（燒錄器）或者一根下載線。編程器和下載線用于將程序寫入單片機。因編程器較貴，商品化的一般從300元到近千元，建議初學者采用下載線燒寫單片機以降低學習成本，商品化的下載線一般30元到60元。需要注意的是，采用下載線燒寫程序時所使用的實驗板必須支持ISP下載功能，此時所選用的單片機也必須具有ISP下載功能。

（5）一個在線仿真器（ICE）。仿真是單片機開發(fā)過程中非常重要的一個環(huán)節(jié)，除了一些極簡單的任務，一般在產品開發(fā)過程中都要進行仿真，仿真的主要目的是進行軟件調試，當然借助仿真器，也能進行一些硬件排錯。因商品化的仿真器較貴，初學者學習的都是一些較簡單的任務，且應用電路和實訓程序一般都通過了測試和驗證，故可不用考慮購買仿真器，一種很實用的辦法是借助一些工具軟件如Proteus、Keil、MedWin等提供的仿真功能觀察程序運行結果。

二、工具軟件的準備

一些常用的工具軟件是必須具備的，它們?yōu)槲覀儬I造了一個好的單片機開發(fā)環(huán)境。用來設計硬件電路的工具軟件有Protel 99、Protel DXP和PowerPcb，用來編譯程序、調試程序的工具軟件有Keil、MedWin等，用來對程序功能仿真的工具軟件有Proteus，用來燒寫程序的工具軟件有STC-ISP、Atmel MCU ISP等。關于這些工具軟件的使用方法在學習情景二中有詳細介紹。

三、單片機的應用過程

通常單片機的應用過程可按以下幾個過程進行：

（1）單片機應用系統(tǒng)功能設計：明確系統(tǒng)功能和要求，完成單片機及其外部器件的選型工作。

（2）設計硬件電路：根據(jù)系統(tǒng)功能和要求設計并搭建硬件電路，包括設計硬件電路原理圖和PCB板，工廠制作好PCB板后完成元器件的安裝、焊接、硬件電路測試。常見的設計硬件電路的工具軟件有Protel 99、Protel DXP和PowerPcb等。

（3）設計軟件：根據(jù)系統(tǒng)功能和硬件電路編寫程序。

（4）編譯程序：用工具軟件如Keil、MedWin等在電腦中編寫程序、調試程序、修改程序錯誤，最后生成HEX機器碼文件。

（5）仿真程序：在沒有硬件電路成品版（已焊接好元器件的電路板）時通常可用仿真軟件Proteus繪制硬件電路仿真圖并檢驗程序功能，如程序功能異常，則重新檢查硬件電路仿真圖和程序，按步驟（1）～（5）重復進行，直至程序功能正常。在有成品板時此環(huán)節(jié)可忽略。

（6）燒寫程序：使用下載線并借助工具軟件如STC-ISP、Atmel MCU ISP等將程序的HEX機器碼文件寫入單片機，或者使用編程器并借助配備的工具軟件將程序寫入單片機。

（7）檢查系統(tǒng)功能：觀察并測試程序在電路板上的運行情況是否滿足系統(tǒng)功能要求，如達不到要求，則重復以上步驟查找原因，重新修改硬件電路或程序。