单片机(Micro Controller Unit,简称MCU)是指由一块芯片组成,内部集成了控制部件(CPU)、存储器(FLASH、ROM、RAM)、定时器(Timer)、IO口、通信模块、模拟数字转换器(ADC)、比较器(Comparator)等等多种功能模块的一种嵌入式系统的核心控制器。 单片编程就是在单片机上进行程序设计、编写代码并将代码上传到芯片中的过程,也就是所谓的嵌入式系统开发。
单片编程的流程大致可以分为以下几个阶段:
1、硬件准备:选择能够支持单片机调试和烧录的编程器,并连接好单片机上电、复位与程序下载所需要的电路。
2、环境搭建:选择适合的编程语言和开发工具,并在开发工具中设置好编程环境,包括编译器、编程语言、链接器和下载工具等参数的设置。
3、程序编写:使用编程语言编写程序代码,观察代码是否有误,进行测试、调试和修正。根据需要,将程序代码分段调试、调整、增加控制或优化等。
4、程序烧录:在编写、测试完成之后,使用编程器向单片机中下载程序代码,并对程序进行烧录,生成真实可用的程序代码。
针对单片编程,常见的编程语言包括C语言、汇编语言和基于图形化编程的程序,如LabVIEW等。而选择合适的开发工具往往可以极大地提高编程的效率和质量。
一般常用的开发工具有:
1、KEIL C51:是一款8051单片机专用的编译器,支持C语言和汇编语言编程,可实现单片机的仿真和调试。
2、IAR Embedded Workbench:是一个强大的集成式开发环境,支持多种单片机平台,提供直观的界面和调试工具。
3、Atmel Studio:针对AVR系列的单片机提供了完善的调试和仿真的开发环境,减少了开发过程中的繁琐工作。
4、Arduino IDE:主要针对基于Arduino开发板的单片机编程,提供了友好的编程界面和实时编辑和调试功能。
单片编程技术在现代电子信息工业中广泛应用,主要包括:
1、家庭电器控制:如智能电饭煲、智能电视、智能洗衣机等。
2、自动化控制:如工业生产过程中的显示控制、温度控制、声光信号控制等。
3、电子安防:如门禁系统、智能家居安全系统、火灾报警系统等。
4、医疗器械:如X光和医学成像设备、生命体征监测仪等。