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1、Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,Click to edit Master title style,嵌入式系統(tǒng)與單片機(jī),北京科技大學(xué)電子信息系,PIC,單片機(jī)部分主要內(nèi)容,PIC,單片機(jī)微處理器體系結(jié)構(gòu),PIC,單片機(jī)存儲(chǔ)器組織與尋址方式,PIC,單片機(jī)指令系統(tǒng)與匯編語言,集成開發(fā)環(huán)境,MPLAB_IDE,PIC,單片機(jī)常用的周邊功能模塊,參考書,1 劉和平主編，單片機(jī)原理及應(yīng)用，重慶大,學(xué)出版社，,2002,年（）,2,劉和平等編著，,PIC16F87X,單

2、片機(jī)實(shí)用,軟件與接口技術(shù)，北航出版社，2002年,3,劉篤仁著,.PIC,軟硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì),.,北京：電,子工業(yè)出版社，,2004,年,4,李學(xué)海編，,PIC,單片機(jī)實(shí)用教程（基礎(chǔ),篇、提高篇），北航出版社，,2002,年,第五講,PIC,單片機(jī)的開發(fā)工具,MPLAB ICD2,在線調(diào)試器,MPLAB IDE,集成開發(fā)軟件,一、,MPLAB IDE,集成開發(fā)軟件,一、,MPLAB IDE,集成開發(fā)軟件,MPLAB IDE,是一種在,PC,機(jī)上運(yùn)行的軟件，用來為,Microchip,單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用程序。由于它提供了一種單一的集成環(huán)境來為嵌入式單片機(jī)開發(fā)程序代碼，因此被稱為集成開發(fā)環(huán)境或,IDE,。

3、,MPLAB IDE,是在臺(tái)式計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的程序系統(tǒng)，它有助于編寫、編輯和調(diào)試程序代碼，并將其燒寫到單片機(jī)中。,MPLAB IDE,在,PC,機(jī)上運(yùn)行，包含設(shè)計(jì)和部署嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用所需的全部組件。,一、,MPLAB IDE,集成開發(fā)軟件,一、,MPLAB IDE,集成開發(fā)軟件,MPLAB IDE,的功能：,編寫程序,調(diào)試程序,在調(diào)試過程中，可以測試代碼，以觀察變量在程序執(zhí)行過程中各個(gè)點(diǎn)的值、進(jìn)行檢查、更改變量值和單步調(diào)試程序。,編譯程序,使用編譯器以及鏈接器匯編、編譯和鏈接軟件，以將程序代碼翻譯成二進(jìn)制機(jī)器代碼。,將二進(jìn)制代碼“燒寫”到單片機(jī)中,單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)周期如下：,這一過程需要多種工具：

4、編寫代碼的,編輯器,、管理,文件及設(shè)置的,項(xiàng)目管理器,、將源代碼轉(zhuǎn)換為機(jī)器碼的,編譯器,，以及多種連接到目標(biāo)單片機(jī)的,硬件,或用來模擬單片機(jī)運(yùn)行的,軟件,。,MPLAB IDE,的內(nèi)置組件,項(xiàng)目管理器,項(xiàng)目管理器管理要編輯的文件和其他相關(guān)文件，以便將這些文件送至語言工具進(jìn)行匯編或編譯，并最終送至鏈接器。,鏈接器的任務(wù)是將來自匯編器、編譯器和庫的目標(biāo)代碼片段存放到嵌入式控制器的恰當(dāng)存儲(chǔ)區(qū)，并確保各個(gè)模塊之間可以相互協(xié)調(diào)（或“鏈接在一起”）。從匯編、編譯到鏈接的整個(gè)操作過程被稱為項(xiàng)目“,build”,。,使用,MPLAB,項(xiàng)目管理器，每個(gè)文件可以根據(jù)需要調(diào)用不同的語言工具。并且編譯過程會(huì)將所有的語

5、言工具操作集成到一起。,一、,MPLAB IDE,集成開發(fā)軟件,編輯器,文本編輯器用于編寫代碼。這不是普通的文本編輯器，而是專門為編寫,MicrochipMCU,的代碼而設(shè)計(jì)的編輯器。,它可以識別文本中的語法結(jié)構(gòu)，并采用彩色編碼來區(qū)分各種元素，如指令助記符、,C,語言結(jié)構(gòu)和注釋。編輯器支持編寫源代碼常用的操作，如查找,C,語言中的匹配花括號、注釋和取消注釋代碼段、查找多個(gè)文件中的文本以及添加特殊書簽等。,一、,MPLAB IDE,集成開發(fā)軟件,匯編器,/,鏈接器和語言工具,匯編器可以單獨(dú)使用來匯編單個(gè)文件，也可以與鏈接器配合使用，以從不同的源文件、庫和重新編譯的目標(biāo)文件生成一個(gè)項(xiàng)目。鏈接器負(fù)責(zé)

6、將編譯后的代碼分配到目標(biāo)單片機(jī)的存儲(chǔ)區(qū)中。,一、,MPLAB IDE,集成開發(fā)軟件,一、,MPLAB IDE,集成開發(fā)軟件,調(diào)試器,Microchip,調(diào)試器允許使用斷點(diǎn)、單步調(diào)試、,watch,窗口以及目前,MPLAB IDE,調(diào)試器中的所有功能。將它與編輯器配合使用，可以將正在調(diào)試的目標(biāo)中的信息與源代碼相關(guān)聯(lián)。,一、,MPLAB IDE,集成開發(fā)軟件,執(zhí)行引擎,MPLAB IDE,中具有適用于所有,PICmicro,和,dsPIC,器件的軟件模擬器。這些軟件模擬器使用,PC,機(jī)來模擬,PICmicro,和,dsPIC,器件的指令和某些外設(shè)功能。還可以使用可選的在線仿真器和在線調(diào)試器通過在應(yīng)

7、用硬件中運(yùn)行代碼來測試代碼。,一、,MPLAB IDE,集成開發(fā)軟件,語言工具,PIC,匯編語言、,C,語言,目標(biāo)調(diào)試,在開發(fā)環(huán)境中，代碼的執(zhí)行是在調(diào)試器中測試的。調(diào)試器可以是軟件程序，用來模擬單片機(jī)的操作以便進(jìn)行測試，也可以是特殊的儀器，用來分析在應(yīng)用程序中執(zhí)行的代碼。,MPLAB IDE,中內(nèi)置了軟件模擬器，因此不需要任何其他硬件就可以對程序進(jìn)行測試。,軟件模擬器是一種軟件調(diào)試器，軟件模擬器的調(diào)試功能與硬件調(diào)試器的功能幾乎完全相同，學(xué)習(xí)起來非常容易。由于軟件模擬器使用,PC,機(jī)中的,CPU,來模擬單片機(jī)的操作，因此它通常比實(shí)際單片機(jī)運(yùn)行得要慢一些。,MPLAB IDE,為所有的,PICmi

8、cro,和,dsPIC,處理器提供了許多軟件模擬器。,一、,MPLAB IDE,集成開發(fā)軟件,MPLAB-SIM,（,Software Simulator,）,這是一種代替價(jià)格較貴的硬件仿真器的調(diào)試工具，也是一種非實(shí)時(shí)、非線性的純軟件的調(diào)試工具。借助這個(gè)工具軟件，我們可以不需要任何額外的附加硬件，僅用軟件的手段，來模仿,PIC,系列單片機(jī)的指令的執(zhí)行和信號的輸入,/,輸出，從而實(shí)現(xiàn)對用戶自編單片機(jī)源程序的模擬運(yùn)行、功能調(diào)試和深層次邏輯錯(cuò)誤查找。相當(dāng)于提供了一種虛擬的實(shí)戰(zhàn)環(huán)境。,一、,MPLAB IDE,集成開發(fā)軟件,MPLAB-SIM,的局限性：,一是它還不能模擬,PIC16F87X,片內(nèi)一些

9、特殊的外圍模塊；,二是不能查找目標(biāo)板上的電路錯(cuò)誤；,三是執(zhí)行速度慢，只適合那些實(shí)時(shí)性要求不高的程序。,一、,MPLAB IDE,集成開發(fā)軟件,MPLAB-ICD2 Debugger,（在線調(diào)試工具,ICD,的支持程序）,這是一種專門與,ICD,配合使用的支持程序，,ICD,是,Microchip,公司專為,PIC16F87X,設(shè)計(jì)的一種廉價(jià)在線調(diào)試工具套件，在下一節(jié)中介紹。,另外，還包含一些其他工具軟件。,例如：程序模塊連接器、庫程序管理器、,C,語言編譯器、硬件在線仿真器的支持程序、目標(biāo)程序燒錄器的支持程序等。,一、,MPLAB IDE,集成開發(fā)軟件,在,MPLAB IDE,中，可以使用兩種

10、類型的硬件：編程器和硬件調(diào)試器。,編程器直接將機(jī)器碼從,PC,機(jī)傳送到目標(biāo)單片機(jī)的片內(nèi)存儲(chǔ)器中。然后就可以將單片機(jī)插入到應(yīng)用中了，并希望單片機(jī)中的程序能夠按設(shè)計(jì)運(yùn)行。,但是，代碼通常都不會(huì)完全按照預(yù)期運(yùn)行，設(shè)計(jì)人員需要檢查代碼及其在應(yīng)用中的運(yùn)行狀況，以決定如何修改源代碼，使之能夠按預(yù)期運(yùn)行。這個(gè)過程被稱為調(diào)試。,一、,MPLAB IDE,集成開發(fā)軟件,如前所述，軟件模擬器可以用于測試代碼的運(yùn)行，但是一旦向單片機(jī)燒寫了固件，就由軟件模擬器之外的很多因素發(fā)揮作用了。,僅使用編程器，雖然可以更改代碼，并將其重新燒寫到單片機(jī)，然后插入目標(biāo)進(jìn)行重新測試，但如果代碼比較復(fù)雜，這個(gè)過程就非常費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且很

11、難弄清楚硬件中究竟發(fā)生了什么問題。,一、,MPLAB IDE,集成開發(fā)軟件,在這種情況下，硬件調(diào)試器就非常有用了。,硬件調(diào)試器可以是在線仿真器，它使用專用硬件來代替實(shí)際的目標(biāo)單片機(jī)。它也可以是在線調(diào)試器，使用具有特殊內(nèi)置調(diào)試功能的單片機(jī)。,硬件調(diào)試器和軟件模擬器一樣，允許設(shè)計(jì)人員檢查當(dāng)代碼執(zhí)行到各個(gè)點(diǎn)時(shí)的變量，單步調(diào)試程序以檢查硬件與專用電路交互時(shí)的指令。,二、,MPLAB ICD2,在線調(diào)試器,PICDEM2,目標(biāo)電路板,（,1,）分別為,18,、,28,、,40,引腳的,IC,插座,（,2,）,9V,的電源輸入插座和一個(gè)電池插座，板上工作電壓為,5V,（,3,）,RS-232,串行接口可以

12、直接連接,RS-232,接口,（,4,）電纜連接插座，可以通過電纜直接連接到,ICD2,調(diào)試器,（,5,）,5K,可調(diào)電位器，用來作為模擬信號的輸入,（,6,）,3,個(gè)按鈕開關(guān)，分別為復(fù)位按鈕和外部開關(guān)信號的輸入按鈕,（,7,）綠色電源指示燈,（,8,）,4,個(gè)紅色指示燈，分別與,PORTB,口的,RB0RB3,連接,（,9,）,J6,跳線開關(guān)，用來斷開,4,個(gè)紅色指示燈和,PORTB,口,（,10,）,4MHz,晶振,（,11,）晶體連接口,（,12,）,32.768KHz,晶體用于,Timer1,計(jì)時(shí)器,（,13,）,J7,跳線開關(guān)，用來斷開板上,RC,振蕩器,（,14,）,2568,的,

13、EEPROM,（,15,）,LCD,顯示屏,（,16,）蜂鳴器，,J9,用來斷開蜂鳴器,（,17,）用戶可使用的區(qū)域板,（,18,）,TC74,溫度傳感器,MPLAB ICD2,在線調(diào)試器,二、,MPLAB ICD2,在線調(diào)試器,MPLAB-ICD,是,Microchip,公司針對具有片內(nèi),FLASH,程序存儲(chǔ)器的,PIC16F87X,系列單片機(jī)所研制的一套廉價(jià)的學(xué)習(xí)和開發(fā)工具。,MPLAB-ICD,既是一個(gè)編程器（既程序燒寫器），又是一個(gè)實(shí)時(shí)在線調(diào)試器。,MPLAB-ICD,利用了,PIC16F87X,片內(nèi)集成的在線調(diào)試器能力和,Microchip,公司的在線串行編程技術(shù)。,MPLAB-IC

14、D,工作于,MPLAB,集成開發(fā)環(huán)境軟件包之下，其仿真頭直接連接到目標(biāo)電路板上，如同將一片,PIC16F87X,插入到目標(biāo)板內(nèi)一樣去運(yùn)行用戶編制的程序。,MPLAB ICD2,的功能特點(diǎn),能以實(shí)時(shí)或單步方式運(yùn)行用戶程序,斷電設(shè)置功能,在線調(diào)試功能,在線編程功能,工作電壓范圍：,3.05.5V,可從目標(biāo)板上獲取工作電源,對源程序直接進(jìn)行代碼級的調(diào)試,可工作于,MPLAB-IDE,環(huán)境下,可以用,USB,口或,RS-232,串行接口方式與微機(jī)系統(tǒng)相連,借助于,MPLAB-ICD,工具套件，用戶可以實(shí)現(xiàn)：,軟件調(diào)試,即在自己設(shè)計(jì)的,PIC16F87X,的應(yīng)用電路中實(shí)時(shí)運(yùn)行和調(diào)試自己的源程序。,硬件調(diào)

15、試,即,用自己編制的程序來調(diào)試和檢驗(yàn)自制目標(biāo)板上的電路。,程序固化,即利用在線串行編程技術(shù)將自己設(shè)計(jì)的目標(biāo)程序燒寫到目標(biāo)單片機(jī)中。,MPLAB ICD2,的局限性,MPLAB ICD2,工作過程中將會(huì)占用目標(biāo)單片機(jī)的片內(nèi)和引腳中的部分資源，這部分資源用戶就不能再使用了。,MPLAB ICD2,所占用的目標(biāo)單片機(jī)的部分資源如下：,系統(tǒng)復(fù)位引腳 ，用于編程電壓,VPP,（約為,13V,）輸入腳,禁止采用低電壓方式進(jìn)行在線串行編程,RB6,和,RB7,引腳保留為在線編程和在線調(diào)試時(shí)的通信專用,程序存儲(chǔ)器中的首條指令（地址,0X0000,）必須放置一條空操作指令,NOP,占用了,8,級堆棧中的一級堆棧,SLEEP,指令在調(diào)試期間不能使用,6,個(gè)通用寄存器單元保留給調(diào)試監(jiān)控程序使用,程序存儲(chǔ)器的最后,256,或,288,個(gè)單元被保留用來存放調(diào)試監(jiān)控程序,習(xí)題,1,MPLAB_IDE,集成開發(fā)軟件包主要由哪些軟件工具組成？,2,編輯器的主要用途是什么？,3,軟件模擬器的主要用途是什么？它有哪些優(yōu)點(diǎn)和局限性？,4 MPLAB ICD2,有哪些功能？,5 MPLAB ICD2,存在哪些局限性？,Thank You!,