嵌入式系统与单片机
单片机和linux嵌入式操作系统区别
单片机和linux嵌入式操作系统区别随着嵌入式行业硬件平台的性能增强，项目需求和功能日益复杂，ARM公司推出的 CORTEX-M3，更是让以往做单片机的工程师在芯片和技术选型面临两难选择，本专题将从芯片价格、整个系统的硬件软件设计及维护的成本等各个方面给您提供一个参考，并从技术角度分析单片机和带操作系统的系统的软件开发的异同点。
● 1.单片机与ARM等新处理器的价格比较● 2.带操作系统与不带操作系统的软件开发的区别● 2.1.驱动开发的区别● 2.2.应用程序开发的区别1. 单片机与ARM等新处理器的价格比较表1自己不熟悉的芯片和技术，最后的成本也可能更高。
2. 带操作系统与不带操作系统的软件开发的区别用通俗的话来说，一个处理芯片不运行操作系统，我们就把它称为单片机，而单片机编程就是写裸板程序，这个程序直接在板子上运行；相对的，另一种程序就是基于操作系统的程序，说得简单点就是，这种程序可以通过统一的接口调用“别人写好的代码”，在“别人的基础上”更快更方便地实现自己的功能。
2.1. 驱动开发的区别驱动开发的区别我总结有两点：能否借用、是否通用。
2.1.1 能否借用基于操作系统的软件资源非常丰富，你要写一个Linux设备驱动时，首先在网上找找，如果有直接拿来用；其次是找到类似的，在它的基础上进行修改；如果实在没有，就要研究设备手册，从零写起。
而不带操作系统的驱动开发，一开始就要深入了解设备手册，从零开始为它构造运行环境，实现各种函数以供应用程序使用。
举个例子，要驱动一块LCD，在单片机上的做法是：①首先要了解LCD的规格，弄清楚怎么设置各个寄存器，比如设置LCD的时钟、分辨率、象素②划出一块内存给LCD使用③编写一个函数，实现在指定坐标描点。
比如根据x、y坐标在这块内存里找到这个象素对应的小区域，填入数据。
基于操作系统时，我们首先是找到类似的驱动，弄清楚驱动结构，找到要修改的地方进行修改。
下面是单片机操作LCD的代码：①初始化：void Tft_Lcd_Init(int type)｛/** 设置LCD控制器的控制寄存器LCDCON1~5* 1. LCDCON1:* 设置VCLK的频率：VCLK(Hz) = HCLK/[(CLKVAL+1)x2]* 选择LCD类型: TFT LCD* 设置显示模式: 16BPP* 先禁止LCD信号输出* 2. LCDCON2/3/4:* 设置控制信号的时间参数* 设置分辨率，即行数及列数* 现在，可以根据公式计算出显示器的频率：* 当HCLK=100MHz时，* Rate =1/[{(VSPW+1)+(VBPD+1)+(LIINEVAL+1)+(VFPD+1)}x* {(HSPW+1)+(HBPD+1)+(HFPD+1)+(HOZVAL+1)}x * {2x(CLKVAL+1)/(HCLK)}]* = 60Hz* 3. LCDCON5:* 设置显示模式为16BPP时的数据格式: 5:6:5* 设置HSYNC、VSYNC脉冲的极性(这需要参考具体LCD 的接口信号): 反转* 半字(2字节)交换使能*/LCDCON1 = (CLKVAL_TFT_320240<<8) | (LCDTYPE_TFT<<5) | \(BPPMODE_16BPP<<1) | (ENVID_DISABLE<<0);LCDCON2 = (VBPD_320240<<24) |(LINEVAL_TFT_320240<<14) | \(VFPD_320240<<6) |(VSPW_320240);LCDCON3 = (HBPD_320240<<19) | (HOZVAL_TFT_320240<<8) | (HFPD_320240);LCDCON4 = HSPW_320240;// LCDCON5 = (FORMAT8BPP_565<<11) | (HSYNC_INV<<9) | (VSYNC_INV<<8) | \// (HWSWP<<1);LCDCON5 = (FORMAT8BPP_565<<11) |(HSYNC_INV<<9) | (VSYNC_INV<<8) | (VDEN_INV << 6) | \(HWSWP<<0);/** 设置LCD控制器的地址寄存器LCDSADDR1~3* 帧内存与视口(view point)完全吻合，* 图像数据格式如下：* |----PAGEWIDTH----|* y/x 0 1 2 239* 0 rgb rgb rgb ... rgb* 1 rgb rgb rgb ... rgb* 1. LCDSADDR1:* 设置LCDBANK、LCDBASEU* 2. LCDSADDR2:* 设置LCDBASEL: 帧缓冲区的结束地址A[21:1]* 3. LCDSADDR3:* OFFSIZE等于0，PAGEWIDTH等于(240*2/2)*/LCDSADDR1 = ((LCDBUFFER>>22)<<21) |LOWER21BITS(LCDBUFFER>>1);LCDSADDR2 = LOWER21BITS((LCDBUFFER+ \(LINEVAL_TFT_320240+1 )*(HOZVAL_TFT_320240+1)*2)>>1);LCDSADDR3 = (0<<11) | (LCD_XSIZE_TFT_320240*2/2);/* 禁止临时调色板寄存器 */TPAL = 0;fb_base_addr = LCDBUFFER;bpp = 16;xsize = 320;ysize = 240;｝②描点：/** 画点* 输入参数：* x、y : 象素坐标* color: 颜色值* 对于16BPP: color的格式为0xAARRGGBB (AA = 透明度),* 需要转换为5:6:5格式* 对于8BPP: color为调色板中的索引值，* 其颜色取决于调色板中的数值*/void PutPixel(UINT32 x, UINT32 y, UINT32 color){UINT8 red,green,blue;switch (bpp){case 16:{UINT16 *addr = (UINT16*)fb_base_addr + (y * xsize + x);red = (color >> 19) & 0x1f;green = (color >> 10) & 0x3f;blue = (color >> 3) & 0x1f;color = (red << 11) | (green << 5) | blue; // 格式5:6:5*addr = (UINT16) color;break;}case 8:{UINT8 *addr = (UINT8 *)fb_base_addr + (y * xsize + x);*addr = (UINT8) color;break;}default:break;}}下面是在Linux的LCD驱动里修改的地方(arch\arm\mach-s3c2440\mach-smdk2440.c)：/* 320x240 */static struct s3c2410fb_mach_info smdk2440_lcd_cfg__initdata = {.regs = {.lcdcon1 = S3C2410_LCDCON1_TFT16BPP | \S3C2410_LCDCON1_TFT | \S3C2410_LCDCON1_CLKVAL(0x04),.lcdcon2 = S3C2410_LCDCON2_VBPD(1) | \S3C2410_LCDCON2_LINEVAL(239) | \ S3C2410_LCDCON2_VFPD(5) | \S3C2410_LCDCON2_VSPW(1),.lcdcon3 = S3C2410_LCDCON3_HBPD(36) | \S3C2410_LCDCON3_HOZVAL(319) | \S3C2410_LCDCON3_HFPD(19),.lcdcon4 = S3C2410_LCDCON4_MVAL(13) | \S3C2410_LCDCON4_HSPW(5),.lcdcon5 = S3C2410_LCDCON5_FRM565 |S3C2410_LCDCON5_INVVLINE |S3C2410_LCDCON5_INVV |S3C2410_LCDCON5_INVVDEN |S3C2410_LCDCON5_PWREN |S3C2410_LCDCON5_HWSWP,},.gpccon = 0xaaaa56aa,.gpccon_mask = 0xffffffff,.gpcup = 0xffffffff,.gpcup_mask = 0xffffffff,.gpdcon = 0xaaaaaaaa,.gpdcon_mask = 0xffffffff,.gpdup = 0xffffffff,.gpdup_mask = 0xffffffff,.fixed_syncs = 1,.type = S3C2410_LCDCON1_TFT,.width = 320,.height = 240,.xres = {.min = 320,.max = 320,.defval = 320,},.yres = {.max = 240,.min = 240,.defval = 240,},.bpp = {.min = 16,.max = 16,.defval = 16,},};这并不表示代码Linux的驱动程序就比单片机的驱动程序好写，怎么在几万个文件中找到要修改的代码，这也是需要艰苦的学习的。
MCS51单片机原理及嵌入式系统应用课程设计 (2)
MCS51单片机原理及嵌入式系统应用课程设计一、课程设计背景嵌入式系统是一个以计算机技术为基础，集成了计算机硬件和软件系统的设备。
随着信息技术的飞速发展，嵌入式系统已经成为各种各样产品的重要组成部分，如家电、汽车、医疗器械等。
因此，对嵌入式系统的研究和开发也变得越来越重要。
MCS51是一种被广泛应用于嵌入式系统设计的单片机。
MCS51拥有稳定的性能和丰富的硬件资源，同时使用起来也非常方便。
在本课程设计中，我们将探究MCS51单片机的原理以及其在嵌入式系统中的应用，旨在帮助学生更好地理解嵌入式系统，提高其技能水平，为未来就业做好准备。
二、课程设计内容2.1 MCS51单片机原理MCS51单片机由CPU、存储器、输入输出接口及其它外设组成。
本部分内容主要包括以下几个方面：•MCS51的CPU结构和工作原理•存储器及存储器扩展方式•输入输出接口及其应用•定时器和中断控制器的原理2.2 嵌入式系统应用MCS51单片机在嵌入式系统中的应用非常广泛，包括控制电路、仪器设备、工业控制等领域。
本部分内容将侧重于MCS51单片机在嵌入式系统中的具体应用，主要包括以下几个方面：•定时器的应用•中断的应用•A/D转换的应用•串口通信的应用•基于MCS51的嵌入式系统设计案例2.3 课程设计实践课程设计实践环节是本设计的重点部分。
学生将按照以下流程完成实践：•组建小组，编写嵌入式系统设计方案•搭建硬件平台，包括MCS51单片机和相关外设•编写程序，完成设计方案的实现•测试程序，调试错误并进行优化三、课程设计评估本课程设计采用绩效考核制度。
学生将分小组完成课程设计，小组成员之间责任明确，根据完成情况和实现效果，将对小组进行绩效评估。
评估方案主要从以下方面考虑：•设计方案的合理性•实现方案的正确性及完整性•程序的优化程度及代码质量四、总结本课程设计旨在通过MCS51单片机的原理和应用让学生更好地理解嵌入式系统的设计和开发过程。
嵌入式系统与单片机的区别
嵌入式与单片机的异同及其发展趋势如果说微型机的出现，使计算机进入到现代计算机发展阶段，那么嵌入式计算机系统的诞生，则标志了计算机进入了通用计算机系统与嵌入式计算机系统两大分支并行发展时代，从而导致20世纪末，计算机的高速发展时期。
嵌入式计算机系统走上了一条独立发展的单芯片化道路。
它动员了原有的传统电子系统领域的厂家与专业人士，接过起源于计算机领域的嵌入式系统，承担起发展与普及嵌入式系统的历史任务，迅速地将传统的电子系统发展到智能化的现代电子系统时代。
按照历史性、本质性、普遍性要求，嵌入式系统定义为：“嵌入到对象体系中的专用计算机系统”。
“嵌入性”、“专用性”与“计算机系统”是嵌入式系统的三个基本要素。
对象系统则是指嵌入式系统所嵌入的宿主系统。
嵌入式系统的特点与定义不同，由定义中的三个基本要素衍生出来的。
不同的嵌入式系统其特点会有所差异。
与“嵌入性”的相关特点：由于是嵌入到对象系统中，必须满足对象系统的环境要求，如物理环境（小型）、电气/气氛环境（可靠）、成本（价廉）等要求。
与“专用性”的相关特点：软、硬件的裁剪性；满足对象要求的最小软、硬件配置等。
与“计算机系统”的相关特点：嵌入式系统必须是能满足对象系统控制要求的计算机系统。
与上两个特点相呼应，这样的计算机必须配置有与对象系统相适应的接口电路。
嵌入式系统按形态可分为设备级（工控机）、板级（单板、模块）、芯片级（MCU、SoC）。
嵌入式系统与对象系统密切相关，其主要技术发展方向是满足嵌入式应用要求，不断扩展对象系统要求的外围电路（如ADC、DAC、PWM、日历时钟、电源监测、程序运行监测电路等），形成满足对象系统要求的应用系统。
因此，嵌入式系统作为一个专用计算机系统（满足对象系统要求的计算机应用系统），要不断向计算机应用系统发展。
单片机开创了嵌入式系统独立发展道路.嵌入式系统虽然起源于微型计算机时代，然而，微型计算机的体积、价位、可靠性都无法满足广大对象系统的嵌入式应用要求，因此，嵌入式系统必须走独立发展道路——芯片化道路。
单片机与嵌入式系统应用
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系统运作流程
系统开机上电后，经过初始化处理自动进入到等待状态， 在等待状态，Microcontrollor对象根据用户键盘按钮命令， 调度相应的操作对象。当用户发出正或反点动命令时，系统 进入点动运行态，此时Convertor对象输出6Hz正或反相序三 相脉冲。当用户松开正或反点动按钮时，系统返回等待状态。 在系统预置频率设定正确的情况下，用户按启动按钮时，系 统先进入到启动运行态。在此状态时系统从6Hz开始按每步 0.2Hz的步长稳步增加电机运转频率，直到达到预置频率时进 入到稳定运行态。在稳定运行态用户可以改变预置频率，步 长为1Hz 。每次预置频率的改变事件，都会产生从稳定运行 态到启动运行态的交替变动。当系统运行出现故障时，进入 到故障处理状态处理，完成后自动返回到等待状态。
4
目前，实现嵌入式系统的硬件方法主要有：定
制逻辑（ASIC）、现场可编程门阵列（FPGA） 和嵌入式微理器三种。在实际系统实施中，绝 大多数系统是采用嵌入式微处理器方式，如单 片机、单板机或嵌入式微处理器芯片等。这是 因为用微处理器实现嵌入式系统是一种十分有 效的方法，它使得在不同价位上设计不同特性 的产品系列成为可能，并且能够扩充新特性以 满足飞速发展变化的市场需求。
单片机与嵌入式系Biblioteka 应用什么是单片机？ 嵌入式系统应用概述
单片机与嵌入式系统的区别与联系
单片机与嵌入式系统的区别与联系简介：单片机和嵌入式系统是现代电子技术中重要的概念。
虽然它们都具有相似之处，但在应用领域和设计理念上存在一些不同之处。
本文将探讨单片机与嵌入式系统的区别和联系。
一、单片机介绍单片机（Microcontroller Unit，MCU）是一种集成了处理器、存储器和外设接口的微型计算机系统。
它通常运行一个特定的程序，以控制和管理外部设备，如电机、感应器和显示屏。
单片机通常用于需要实时控制和响应的应用，例如家电、汽车电子和工业控制等领域。
1.1 单片机的特点单片机具有以下特点：（1）集成度高：单片机由CPU、RAM、ROM、I/O接口等组成于一个芯片；（2）资源有限：存储器和外设资源有限，适合实时响应和简单控制任务；（3）低功耗：单片机通常以低功耗设计，能够长时间稳定运行。
1.2 单片机的应用单片机在各个领域得到广泛应用，如：（1）家电：空调、洗衣机、冰箱等家用电器中的控制单元；（2）汽车电子：发动机控制、车载电子、安全系统等；（3）工业控制：自动化生产线、仪器仪表等。
二、嵌入式系统介绍嵌入式系统（Embedded System）是包含硬件和软件的系统，通常用于特定的应用领域。
与单片机相比，嵌入式系统具有更高的计算能力和更强大的功能。
它们是专门针对特定任务而设计的，既可以包含单片机，也可以包含更复杂的处理器。
2.1 嵌入式系统的特点嵌入式系统具有以下特点：（1）更强大的处理能力：嵌入式系统可以包含多种处理器架构，如ARM、x86等，能够处理更加复杂的任务；（2）丰富的外设接口：嵌入式系统可以通过各种接口连接到更多的外设，如摄像头、触摸屏等；（3）扩展性强：嵌入式系统的设计允许扩展更多的外设和功能。
2.2 嵌入式系统的应用嵌入式系统广泛应用于各个领域，包括但不限于以下几个方面：（1）智能手机：智能手机是一种典型的嵌入式系统，它不仅具备通信功能，还包含多种嵌入式系统，如操作系统、传感器等；（2）网络设备：路由器、交换机等网络设备中的控制系统；（3）医疗设备：心脏起搏器、血糖仪等医疗器械中的控制单元。
单片机实验嵌入式系统实验
实验三
进行硬件调试，确保 电路功能正常，能够 支持后续的软件设计。
嵌入式系统软件设计实验
总结词
掌握嵌入式系统软件设计 原理
实验一
学习并掌握嵌入式系统操 作系统的使用，如Linux、 RTOS等。
实验二
根据项目需求，编写嵌入 式系统的底层驱动程序， 实现对硬件设备的控制。
实验三
进行软件调试，确保驱动 程序能够正确地与硬件交 互，实现所需功能。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
嵌入式系统应用开发实验
总结词
掌握嵌入式系统应用开发 流程
实验一
实验二
根据项目需求，设计并实 现嵌入式系统的应用软件， 如智能家居控制、工业自 动化等。
进行系统集成测试，确保 应用软件与硬件能够协同 工作，实现完整的功能。
实验三
优化嵌入式系统的性能， 提高其稳定性和可靠性。
单片机与嵌入式系统实验比
消费电子
嵌入式系统在消费电子领域应用广 泛，如智能手机、平板电脑、智能 电视等。
汽车电子
单片机和嵌入式系统都在汽车电子 领域有应用，但嵌入式系统在高级 驾驶辅助系统(ADAS)等领域的应用 更为广泛。
单片机与嵌入式系统实验案
06
例分析
LED闪烁实验案例分析
总结词：简单明了
详细描述：LED闪烁实验是单片机实验中最基础的实验之一，主要目的是让学习者了解单片机 的I/O端口操作。通过编程控制单片机，使得连接在单片机上的LED灯按照设定的频率进行闪烁， 从而掌握单片机的硬件连接和软件编程。
单片机实验的发展趋势
01 随着技术的不断发展，单片机也在不断升级换代， 未来单片机将更加注重高性能、低功耗、智能化 等方面的发展。
02 嵌入式系统与物联网技术的结合将更加紧密，单 片机将更多地应用于智能家居、工业自动化等领 域。
单片机嵌入式操作系统选择指南 适合你的系统
单片机嵌入式操作系统选择指南适合你的系统在嵌入式系统领域，单片机是一种重要的组成部分，而选择合适的操作系统对于单片机的功能和性能起着决定性的作用。
本文将介绍一些常见的单片机嵌入式操作系统，并针对不同应用场景提供一些建议，以帮助选择适合你的系统。
一、嵌入式操作系统的重要性嵌入式系统通常用于控制和管理各种设备，如智能家居、医疗设备、交通工具等。
选择合适的嵌入式操作系统可以提升系统的稳定性、安全性和性能。
以下是一些常见的嵌入式操作系统。
二、常见的嵌入式操作系统1. 实时操作系统（RTOS）实时操作系统（RTOS）是一种专门设计用于处理实时任务的操作系统。
它具有以下特点：高度可靠、响应时间短、实时性强。
常见的RTOS有嵌入式Linux、FreeRTOS、uC/OS等。
2. 裸机编程裸机编程是指直接在单片机上编写程序，不依赖于操作系统。
这种方式效率高，资源占用少，但对开发者的要求较高。
3. 嵌入式Linux嵌入式Linux是一种基于Linux内核的操作系统，具有强大的功能和广泛的应用领域。
它支持多线程、网络连接、文件系统等特性，适用于对功能要求较高的嵌入式系统。
4. uC/OSuC/OS是一种采用优先级调度算法的实时操作系统，具有较小的内存占用和快速的响应时间。
它适用于对实时性要求较高的系统，如工业自动化和航空航天。
5. FreeRTOSFreeRTOS是一种开源的实时操作系统，具有小巧、高效、可靠的特点。
它适用于资源受限、对实时性要求较高的系统，如传感器节点和嵌入式设备。
三、选择适合的操作系统在选择嵌入式操作系统时，需要考虑以下几个因素：1. 功能需求首先需要明确系统的功能需求，包括任务调度、网络连接、文件系统等。
根据需求选择适合的操作系统。
2. 系统的资源限制考虑系统的处理能力、内存大小等资源限制。
对于资源受限的系统，选择轻量级的操作系统或裸机编程可能更为合适。
3. 开发人员的经验和技术开发人员的经验和技术能力对选择操作系统也起着关键的作用。
单片机与嵌入式系统
汇报人：XX 20XX-01-26
contents
目录
• 绪论 • 单片机基本原理与结构 • 嵌入式系统基础 • 单片机与嵌入式系统开发工具 • 典型应用案例分析 • 实验项目指导
01
绪论
单片机与嵌入式系统概述
01
单片机定义
单片机是一种将中央处理器（CPU）、存储器、输入输出接口等集成在
制器、工业机器人等。
医疗设备
基于单片机和嵌入式系统的医 疗设备如心电图机、血压计等 ，具有高精度、高可靠性等特 点。
智能交通
单片机和嵌入式系统在智能交 通领域应用广泛，如交通信号 灯控制、车载电子设备等。
物联网
物联网领域大量采用单片机和 嵌入式系统技术，如智能家居
、智能城市等。
06
实验项目指导
实验一：单片机最小系统搭建与测试
C语言
可移植性好，适用于底层硬件操作，是单片 机编程的主流语言。
Python等高级语言
开发效率高，易于学习和使用，但执行效率 相对较低。
调试技巧与故障排除方法
使用断点
在关键代码处设置断点，方便单步执行和查看变量值。
观察寄存器值
通过查看寄存器值了解程序运行状态。
调试技巧与故障排除方法
• 使用串口通信：通过串口将调试信息输出到电脑 端进行分析。
的正确性。
实验四：综合项目设计与实践
01
02
03
04
确定项目需求
根据项目实际需求，确定单片 机系统的功能需求和性能指标
。
设计系统方案
根据项目需求，设计合理的单 片机系统方案，包括硬件电路
设计和软件程序设计。
实现系统功能
按照设计方案，搭建硬件电路 、编写软件程序，实现单片机
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一、 MPLAB IDE集成开发软件
一、 MPLAB IDE集成开发软件 MPLAB IDE的功能：
编写程序 调试程序 在调试过程中，可以测试代码，以观察变量在程序 执行过程中各个点的值、进行检查、更改变量值和单步调 试程序。 编译程序 使用编译器以及链接器汇编、编译和链接软件，以将 程序代码翻译成二进制机器代码。 将二进制代码“烧写”到单片机中
这是一种专门与ICD配合使用的支持程序，ICD是 Microchip公司专为PIC16F87X设计的一种廉价在线调试工 具套件，在下一节中介绍。
另外，还包含一些其他工具软件。
例如：程序模块连接器、库程序管理器、C语言编译 器、硬件在线仿真器的支持程序、目标程序烧录器的支持 程序等。
一、 MPLAB IDE集成开发软件
一、 MPLAB IDE集成开发软件 编辑器
文本编辑器用于编写代码。这不是普通的文本编辑 器，而是专门为编写 MicrochipMCU 的代码而设计的编 辑器。 它可以识别文本中的语法结构，并采用彩色编码来区 分各种元素，如指令助记符、C 语言结构和注释。编辑器 支持编写源代码常用的操作，如查找 C 语言中的匹配花 括号、注释和取消注释代码段、查找多个文件中的文本以 及添加特殊书签等。
MPLAB ICD2工作过程中将会占用目标单片机的 片内和引脚中的部分资源，这部分资源用户就不 能再使用了。
MPLAB ICD2所占用的目标单片机的部分资源如下：
★ 系统复位引脚 MCLR
，用于编程电压VPP（约为13V）输入脚
★ 禁止采用低电压方式进行在线串行编程 ★ RB6和RB7引脚保留为在线编程和在线调试时的通信专用 ★ 程序存储器中的首条指令（地址0X0000）必须放置一条空操作指令NOP ★ 占用了8级堆栈中的一级堆栈 ★ SLEEP指令在调试期间不能使用 ★ 6个通用寄存器单元保留给调试监控程序使用
嵌入式系统与单片机
北京科技大学电子信息系
PIC单片机部分主要内容
PIC单片机微处理器体系结构 PIC单片机存储器组织与寻址方式 PIC单片机指令系统与汇编语言
集成开发环境MPLAB_IDE PIC单片机常用的周边功能模块
参考书
1 刘和平主编，单片机原理及应用，重庆大 学出版社 ，2002年（） 2 刘和平等编著，PIC16F87X单片机实用 软件与接口技术，北航出版社，2002年 3 刘笃仁著. PIC软硬件系统设计. 北京：电 子工业出版社，2004年 4 李学海编，PIC单片机实用教程（基础 篇、提高篇），北航出版社，2002年
在MPLAB IDE 中，可以使用两种类型的硬件：编程器和硬 件调试器。 编程器直接将机器码从PC 机传送到目标单片机的片内存储 器中。然后就可以将单片机插入到应用中了，并希望单片机 中的程序能够按设计运行。 但是，代码通常都不会完全按照预期运行，设计人员需要检 查代码及其在应用中的运行状况，以决定如何修改源代码， 使之能够按预期运行。这个过程被称为调试。
MPLAB-ICD工作于MPLAB集成开发环境软件包 之下，其仿真头直接连接到目标电路板上，如同 将一片PIC16F87X插入到目标板内一样去运行用 户编制的程序。
MPLAB ICD2的功能特点
能以实时或单步方式运行用户程序 断电设置功能 在线调试功能 在线编程功能 工作电压范围：3.0~5.5V 可从目标板上获取工作电源 对源程序直接进行代码级的调试 可工作于MPLAB-IDE环境下 可以用USB口或RS-232串行接口方式与微机系统相连
MPLAB-ICD是Microchip公司针对具有片内 FLASH程序存储器的PIC16F87X系列单片机所研 制的一套廉价的学习和开发工具。 MPLAB-ICD既是一个编程器（既程序烧写器）， 又是一个实时在线调试器。 MPLAB-ICD利用了PIC16F87X片内集成的在线 调试器能力和Microchip公司的在线串行编程技术。
★ 程序存储器的最后256或288个单元被保留用来存放调试监控程序
习题
1 MPLAB_IDE集成开发软件包主要由哪些软件工
具组成？ 2 编辑器的主要用途是什么？ 3 软件模拟器的主要用途是什么？它有哪些优点和 局限性？ 4 MPLAB ICD2有哪些功能？ 5 MPLAB ICD2存在哪些局限性？
单片机系统开发周期如下：
这一过程需要多种工具：编写代码的编辑器、管理 文件及设置的项目管理器、将源代码转换为机器码的编译器，以 及多种连接到目标单片机的硬件或用来模拟单片机运行的软件。
MPLAB IDE的内置组件 项目管理器
项目管理器管理要编辑的文件和其他相关文件，以便 将这些文件送至语言工具进行汇编或编译，并最终送至链 接器。 链接器的任务是将来自汇编器、编译器和库的目标代 码片段存放到嵌入式控制器的恰当存储区，并确保各个模 块之间可以相互协调（或“链接在一起”）。从汇编、编 译到链接的整个操作过程被称为项目“build”。 使用MPLAB 项目管理器，每个文件可以根据需要调用 不同的语言工具。并且编译过程会将所有的语言工具操作 集成到一起。
一、 MPLAB IDE集成开发软件 MPLAB-SIM（Software Simulator）
这是一种代替价格较贵的硬件仿真器的调试工具，
也是一种非实时、非线性的纯软件的调试工具。借助这个 工具软件，我们可以不需要任何额外的附加硬件，仅用软 件的手段，来模仿PIC系列单片机的指令的执行和信号的 输入/输出，从而实现对用户自编单片机源程序的模拟运 行、功能调试和深层次逻辑错误查找。相当于提供了一种 虚拟的实战环境。
借助于MPLAB-ICD工具套件，用户可以实现： 软件调试
即在自己设计的PIC16F87X的应用电路中实时运行和 调试自己的源程序。
硬件调试 即用自己编制的程序来调试和检验自制目标板上的电
路。
程序固化
即利用在线串行编程技术将自己设计的目标程序烧写 到目标单片机中。
MPLAB ICD2的局限性
（12）32.768KHz晶体用于Timer1计时器 （13）J7跳线开关，用来断开板上RC振荡器 （14）256×8的EEPROM （15）LCD显示屏 （16）蜂鸣器，J9用来断开蜂鸣器 （17）用户可使用的区域板 （18）TC74温度传感器
MPLAB ICD2在线调试器
二、 MPLAB ICD2在线调试器
一、 MPLAB IDE集成开发软件 MPLAB-SIM的局限性：
一是它还不能模拟PIC16F87X片内一些特殊的外围模块； 二是不能查找目标板上的电路错误；
三是执行速度慢，只适合那些实时性要求不高的程序。
一、 MPLAB IDE集成开发软件 MPLAB-ICD2 Debugger（在线调试工具ICD的 支持程序）
一、 MPLAB IDE集成开发软件 语言工具
PIC汇编语言、C语言
目标调试
在开发环境中，代码的执行是在调试器中测试的。调试 器可以是软件程序，用来模拟单片机的操作以便进行测试， 也可以是特殊的仪器，用来分析在应用程序中执行的代码。 MPLAB IDE 中内置了软件模拟器，因此不需要任何其他 硬件就可以对程序进行测试。 软件模拟器是一种软件调试器，软件模拟器的调试功能 与硬件调试器的功能几乎完全相同，学习起来非常容易。由 于软件模拟器使用PC 机中的 CPU 来模拟单片机的操作，因 此它通常比实际单片机运行得要慢一些。MPLAB IDE 为所 有的PICmicro 和dsPIC 处理器提供了许多软件模拟器。
Microchip 调试器允许使用断点、单步调试、watch 窗口以及目前 MPLAB IDE 调试器中的所有功能。将它与 编辑器配合使用，可以将正在调试的目标中的信息与源代 码相关联。
一、 MPLAB IDE集成开发软件 执行引擎
MPLAB IDE 中具有适用于所有 PICmicro 和 dsPIC 器件的软件模拟器。这些软件模拟器使用PC 机来模拟 PICmicro 和 dsPIC 器件的指令和某些外设功能。还可以 使用可选的在线仿真器和在线调试器通过在应用硬件中运 行代码来测试代码。
第五讲 PIC单片机的开发工具
MPLAB IDE集成开发软件 MPLAB ICD2在线调试器
一、 MPLAB IDE集成开发软件
一、 MPLAB IDE集成开发软件
MPLAB IDE 是一种在PC 机上运行的软件，用来为 Microchip 单片机开发应用程序。由于它提供了一种单一 的集成环境来为嵌入式单片机开发程序代码，因此被称为 集成开发环境或 IDE。 MPLAB IDE是在台式计算机上运行的程序系统，它有助 于编写、编辑和调试程序代码，并将其烧写到单片机中。 MPLAB IDE 在PC机上运行，包含设计和部署嵌入式系 统应用所需的全部组件。
一、 MPLAB IDE集成开发软件
如前所述，软件模拟器可以用于测试代码的运行，但是一旦 向单片机烧写了固件，就由软件模拟器之外的很多 机，然后插入目标进行重新测试，但如果代码比较复杂，这 个过程就非常费时费力，而且很难弄清楚硬件中究竟发生了 什么问题。
二、 MPLAB ICD2在线调试器
PICDEM2目标电路板
（1）分别为18、28、40引脚的IC插座 （2）9V的电源输入插座和一个电池插座， 板上工作电压为5V （3）RS-232串行接口可以直接连接RS232接口 （4）电缆连接插座，可以通过电缆直接 连接到ICD2调试器 （5）5K可调电位器，用来作为模拟信号 的输入 （6）3个按钮开关，分别为复位按钮和外部开关信号的输入按钮 （7）绿色电源指示灯 （8）4个红色指示灯，分别与PORTB口的RB0~RB3连接 （9）J6跳线开关，用来断开4个红色指示灯和PORTB口 （10）4MHz晶振 （11）晶体连接口
一、 MPLAB IDE集成开发软件 汇编器/ 链接器和语言工具
汇编器可以单独使用来汇编单个文件，也可以与链接 器配合使用，以从不同的源文件、库和重新编译的目标文 件生成一个项目。链接器负责将编译后的代码分配到目标 单片机的存储区中。