学习单片机第一步：先要了解编程环境和烧录工具

学习单片机的现状是：明明是一门动手实践的课程，却硬生生学成了理论课。还记得大学学习单片机的时候，老师在讲台上热情激昂的讲着51单片机的汇编指令，却只字不提单片机的编程环境，整个学期结束唯一记住的就是110条汇编指令。你肯定理解错了，这里记住的其实是数字110，那些指令一条也没有记住。

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工作了这么多年，总结下来：学习单片机的第一步就是先了解单片机的编程环境和烧录工具 。

可编程类芯片，如单片机、DSP、FPGA等，在写完程序后，需要编译成可执行文件烧录到芯片中，芯片才能按照所设定的逻辑去执行任务。不同芯片所使用的烧录软件、编程器都是不同的，烧录过程其实并不复杂。在需要用到一款可编程芯片时，要先准备编程环境IDE、烧录软件以及编程器。下面介绍几款单片机的编程环境以及烧录方法。

1 51单片机的烧录软件、工具以及烧录方法

这里所说的51单片机主要是指国产的STC单片机，STC单片机可以用keil C51版本来编写程序，程序编译完成后会生成hex文件，可以使用STC-ISP软件来烧录，所用到的硬件烧录器为USB/TLL串口工具。烧录软件的界面如下图所示。

1 51单片机烧录软件STC-ISP界面

STC51单片机在烧写时用的是USB/TTL，其实就是通过单片机的UART来实现的，需要用到四根线：VCC、TXD、RXD、GND。两者的VCC、GND对应相连，TXD和RXD要交叉连接。烧录软件需要注意的是，要正确选择单片机型号、串口号、选择加载hex文件，点击下载/编程后，需要给单片机断一下电再上电，这时就会看到下载过程。烧录成功会有提示。

2 STM系列单片机的烧录软件、工具以及烧录方法

STM具有8位和32位两个版本，STM8可以用IAR for STM8来编程，用STVP来烧录，所用到的工具为STLINK，烧录软件的使用基本上大同小异。STVP在烧录STM8时，需要配置硬件工具，选择STLINK，编程方式选择SWIM，然后选择型号。如下图所示。

2 STLink配置界面

需要需要烧录的HEX或者S19文件。再选择烧录即可。STM32还可以使用MCUISP来烧录，要用到USB/TTL，需要选择串口、文件等，界面如下图所示。

3 MCUISP界面

除了使用独立的烧录软件以外，编程环境还可以支持在线烧录，比如keil使用JLINK实现程序的在线仿真。

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总之，烧录软件有多种，不同型号的芯片烧录软件、工具都不一样，可以在确定了芯片型号后具体查看。知道了编程环境，有了烧录工具，后面就是勤劳动手了 。

确定好单片机的型号之后，可以去官网下载单片机的数据手册、了解编程环境以及烧录工具。有了这些内容，学习单片机就事半功倍了。

51单片机芯片引脚分布及功能

常见的MSC-51单片机中一般采用双列直插（DIP）封装，共40个引脚。

图为引脚排列图。其中的40个引脚大致可以分为四类：电源、时钟、控制和I/O引脚。

一：电源

VCC：芯片电源，一般为+5V。

VSS：接地端。

二：时钟

XTAL1和XTAL2：晶体振荡电路反相输入端和输出端。

当使用内部振荡电路时，需要外接晶振，常见的有4M、6M、11.0592M、12M等。

当使用外部振荡输入时XTAL1接地，XTAL2接外部振荡脉冲输入。

三：控制线

MCS-51单片机的控制线共有4根，其中3根是复用线，具有两种功能。

1、ALE/PROG：地址锁存允许/编程脉冲

ALE:正常使用时为ALE功能，主要用来锁存PO口送出的8位地址。

PO口一般分时传送低8位地址信号，且均为二进制数。

区分是否是低8位数据信号还是地址信号就看ALE引脚。

当ALE引脚信号有效时，PO口传送的是低8位地址信号；

当ALE无效时，PO口传送的是8位数据信号。

一般在ALE引脚的下降沿锁定PO口传送的内容，即低8位地址信号。

当CPU不执行访问外部RAM指令（MOVX）时，ALE以时钟振荡频率1/6的固定频率输出。

所以ALE信号也可以作为外部芯片的时钟信号。

但当CPU执行访问外部RAM（MOVX）时，ALE将跳过一个ALE脉冲。

PROG:当单片机在编程期间，该引脚输入编程脉冲（由编程器提供）。

2、PSEN：外部ROM读选通信号

当单片机读外部ROM时，每个机器周期内PSEN有两次有效输出。

PSEN就相当于外部ROM芯片输出允许的选通信号。

但读片内ROM和读片外RAM时无效。

3、RST：复位引脚

RST为单片机上电复位输入端。

只要在该引脚上连续保持两个机器周期以上的高电平，单片机就可以实现复位操作。

复位后程序从0000H出开始执行。

在一般应用中可以用RC电路来实现单片机的上电复位。

在一些工业控制等要求较高的场合一般用专用的看门狗芯片进行复位以及电源监控。

典型的RC上电复位电路如下图所示：

4、EA/VPP：内外ROM选择/EPROM编程电源

EA：正常工作时，EA为内部ROM选择端。

MCS-51型单片机的寻址范围为64KB，其中4K在片内，60K在片外。

当EA为高电平时，先访问内ROM，当程序长度超过4K时将自动转向执行外部ROM中的程序。

当EA为低电平时单片机只访问外部ROM，对老的8031单片机（因片内没有ROM），EA必须接地。

目前的大部分单片机都自带ROM，所以一般应用中也将EA接高电平。

VPP：对于有内部EPROM的单片机，在片内EPROM的编程期间，此引脚用于施加编程电源。

四：I/O引脚

MCS-51单片机共有4个8位并行I/O端口，共32个可编程I/O引脚。

4个I/O口各有各的功能，在一般情况下：

PO口专用于分时传送低8位地址信号和8位数据信号。

P2口专用于传送高8位地址信号。

P3口大部分时间用于第二功能。

当然所有的I/O口都可以作为普通的输入/输出端口用。

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