1.5 搭建单片机开发环境

单片机的开发环境包括硬件开发系统和软件编程环境，两者缺一不可。

1.5.1 搭建硬件系统

一般的计算机程序员只需关注软件开发环境和程序代码，因为其代码是运行在通用的计算机系统上的。而单片机开发人员不仅要关心代码，还要设计硬件电路，因为单片机的程序是运行在一个独立的系统上（由单片机和相应的外围电路构成。不同的控制功能，则其相应的外围电路也就不同）。硬件系统可以自行搭建，但学习阶段宜使用开发板（或叫实验板）来模拟硬件系统，较为方便、快捷。

（1）自行搭建单片机硬件系统

根据需要实现的控制功能绘制原理图，再根据原理图准备元器件，在万能板上用导线将元器件连接（焊接）成完整的电路，这就是自行搭建的单片机硬件系统。

注意：

1）万能板有单孔板和连孔板两种。搭建单片机硬件系统宜采用单孔板，其焊接面有铜焊盘，元件面无铜箔，如图1-8所示。

图1-8 单孔板

2）单片机不宜直接焊接在电路板上，而是先在电路板上焊上插座，再将单片机插入插座，这样可方便地拆装单片机。自行搭建的单片机硬件系统（示例）如图1-9所示。

由于该电路没有设置下载（烧写）程序的电路，所以需将单片机插入下载器（就是单片机的最小系统加上下载电路）中，将在计算机上编好的代码下载（烧写）到单片机的程序存储器中，再将单片机插入硬件系统中的专用插座，然后就可以通电调试了。单片机下载器价格低廉，在电子市场和淘宝网上很容易购买到。某51单片机下载器如图1-10所示。也可以在电路板上设置下载程序的电路。

（2）单片机开发实验板

单片机开发实验板上有多种功能的元器件。为了将各种元器件组合成具有一定功能的电路，实验板上设置了若干插针或插孔，通过专用的连接线，可以将元器件连接成不同的功能电路，实现不同的控制功能。实验板示例如图1-11a、b所示。

图1-9 自行搭建的单片机硬件系统（示例）

图1-10 51单片机下载器（示例）

实验板带有ISP接口、USB接口、串行接口，并有相应的下载器。下载器一端的插头插接在实验板上相应的接口上，另一端接在计算机的USB接口，用下载工具软件可以将在计算机上编写的程序代码下载到实验板上的单片机中，如图1-12所示。

ISP下载的意思是在线编程，即不需将单片机从系统中卸下，可直接对系统中的单片机进行编程（即“下载程序”）。USB下载、串口下载都可以实现在线编程。

1.5.2 搭建软件开发环境

有了单片机的硬件系统，还需要一个软件开发环境（就是用于程序编写、编译、仿真和调试）。KeilμVision软件是最为经典的单片机集成开发环境，支持汇编语言、C语言以及C语言和汇编语言的混合编程，能将用汇编语言或C语言编写的程序代码编译、转化为“.hex”格式的文件，然后用专用的下载工具下载到单片机的存储器内。KeilμVision适用于51全系列、ARM7、ARM9、Cortex-M、Cortex-R等芯片。

图1-11 单片机开发实验板示例

图1-12 51单片机实验板下载器

目前常用的版本有Keil μVision2、Keil μVision3、Keil μVision4，高版本的功能更齐全、更友好。

这些软件可以在网络上下载，本书《资料》中也含有这些软件。安装方法详见本书所附视频教程。

1.5.3 Keil μVision4的最基本应用

KeilμVision4的菜单认识、新建工程、输入代码、编译、下载（烧写）的方法详见视频教程。