1.4 學(xué)習(xí)單片機(jī)的基本條件

單片機(jī)技術(shù)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的軟硬件結(jié)合的技術(shù)。無論是程序設(shè)計(jì)方法，還是硬件結(jié)構(gòu)，都必須通過大量的實(shí)踐才能理解、掌握。單片機(jī)的實(shí)踐主要包括編程練習(xí)和硬件實(shí)驗(yàn)，編程練習(xí)需要使用有關(guān)開發(fā)軟件，而硬件實(shí)驗(yàn)需要準(zhǔn)備基本的實(shí)驗(yàn)板。

1.4.1 軟件條件

單片機(jī)軟件的開發(fā)過程是先編寫程序，再進(jìn)行編譯、仿真和調(diào)試，然后用編程器（燒錄器）將程序?qū)懭雴纹瑱C(jī)。

1. 程序編譯軟件Keil C51

Keil C51軟件是德國Keil公司開發(fā)的51系列單片機(jī)編程軟件，它采用目前流行的集成化開發(fā)環(huán)境，集編輯、編譯和仿真于一體，界面友好，易學(xué)易用。在該軟件中，用戶可以編寫匯編語言或C語言源程序，并可利用該軟件將源程序編譯生成單片機(jī)能夠運(yùn)行的十六進(jìn)制文件。圖1-6所示為Keil C51的工作界面。

2. 仿真軟件Proteus

為了驗(yàn)證所編譯程序的正確性，傳統(tǒng)單片機(jī)學(xué)習(xí)與開發(fā)往往采用軟件仿真和硬件仿真兩種形式，軟件仿真只能驗(yàn)證程序的正確性，不能仿真具體硬件環(huán)境；利用仿真器進(jìn)行硬件仿真，硬件仿真功能有限。Proteus是英國Labcenter Electroncis公司研發(fā)的模擬電路、數(shù)字電路、模/數(shù)混合電路的設(shè)計(jì)與仿真平臺(tái)，是目前世界上最先進(jìn)的單片機(jī)和嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真平臺(tái)。它真正實(shí)現(xiàn)了在計(jì)算機(jī)上完成從原理圖與電路設(shè)計(jì)、電路分析與仿真、單片機(jī)系統(tǒng)測(cè)試與功能驗(yàn)證到形成PCB的完整的電子設(shè)計(jì)、研發(fā)過程，為單片機(jī)教學(xué)改革提供了很好的新思路。

圖1-7所示是Proteus軟件仿真數(shù)字電壓表的運(yùn)行效果。為了降低學(xué)習(xí)成本，本書不介紹仿真器對(duì)程序的仿真，而主要介紹Proteus軟件的仿真方法，可以達(dá)到幾乎和仿真器一樣甚至更好的仿真效果。

3. 程序燒錄軟件

程序經(jīng)仿真確定無誤，就可以用程序燒錄器（編程器）將程序?qū)懭雴纹瑱C(jī)了，這就需要借助相關(guān)的燒錄軟件才能進(jìn)行。市場(chǎng)有多種程序燒錄器，燒錄軟件在購買燒錄器時(shí)都會(huì)附帶。

1.4.2 硬件條件

學(xué)習(xí)單片機(jī)當(dāng)然離不開硬件實(shí)驗(yàn)，這需要兩個(gè)必不可少的條件：一是編程器；另一個(gè)是單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板。

1. A51編程器

當(dāng)程序在實(shí)驗(yàn)板上仿真無誤后，就需要一個(gè)專門的工具----編程器，將程序代碼“燒”寫入單片機(jī)芯片，這是單片機(jī)開發(fā)的最后一道工序。

A51編程器支持目前最為經(jīng)典和市場(chǎng)占有量最大的Atmel公司生產(chǎn)51系列的AT89C51、AT89C52、AT89C55、AT89C1051、AT89C2051、AT894051和最新的AT89S51、AT89S2等單片機(jī)，并且價(jià)格低廉，非常適合于51單片機(jī)的初學(xué)人員。圖1-8所示是A51編程器的外形圖。A51編程器具有如下特點(diǎn)：

（1）使用串口通信，芯片自動(dòng)判別，編程過程中的擦除、燒寫、校驗(yàn)等各種操作完全由編程器上的監(jiān)控芯片AT89C51控制，不受計(jì)算機(jī)配置及其主頻的影響，因此燒寫成功率可以高達(dá)到100％。燒寫速度很快，并且與計(jì)算機(jī)的檔次無關(guān)。

（2）采用57600bit/s高速波特率進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，編程速度可以和一般并行編程器相媲美。經(jīng)測(cè)試，燒寫一片4KB ROM的AT89C51僅需要9.5s，而讀取和校驗(yàn)僅需要3.5s。

（3）體積小巧，省去笨重的外接電源適配器，直接使用USB端口5V電源。攜帶方便，非常適合初學(xué)者學(xué)習(xí)51單片機(jī)。

（4）功能完善，具有編程、讀取、校驗(yàn)、空檢查、擦除、加密等系列功能。

（5）采用優(yōu)質(zhì)萬用鎖緊插座，沒有接觸不良等問題，可燒寫40腳單片機(jī)芯片和20腳單片機(jī)芯片。

（6）改進(jìn)的燒寫深度確保每一片C51系列芯片的反復(fù)燒寫次數(shù)都能達(dá)到1000次以上，內(nèi)部數(shù)據(jù)至少保存10年。

2. 單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板

為了看到單片機(jī)的真實(shí)運(yùn)行效果，提高動(dòng)手能力，必須利用單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板進(jìn)行基本實(shí)驗(yàn)，如LED流水燈、數(shù)碼管顯示、鍵盤控制、音樂播放、繼電器控制、I2C通信實(shí)驗(yàn)、液晶顯示實(shí)驗(yàn)、串口通信實(shí)驗(yàn)、紅外線遙控信號(hào)解碼實(shí)驗(yàn)等。這是學(xué)習(xí)單片機(jī)程序設(shè)計(jì)和掌握單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)的必備條件，也是進(jìn)一步開發(fā)單片機(jī)高級(jí)應(yīng)用程序的基礎(chǔ)。