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1、单片机的编程语言和开发环境单片机的编程语言和开发环境CPU懂的机器语言单片机的CPU从存储器读取程序，但是一次只能读取一条指令， 然后解释每条指令，并执行。存储器中保存的内容，不管是程序还 是数据，都是二进制代码“0”和“1”组成的字符串。指令二进制 代码告诉CPU要做什么，而数据二进制代码则是CPU操作或处理指 令时要使用的值。CPU的操作包含加、减运算等指令。这些像密码 一样排列的“0”和“1”字符串就是机器语言。比如图1左边显示 的就是一个机器语言指令，意思是“将2放入寄存器A（寄存器是 CPU内部的储存区域）。CPU总是按存储器地址的顺序读取指令代码，除非遇到跳跃指令。 例如，如果复位
2、后的地址是0000,则从0000开始按0001、0002、 0003的顺序读取并执行指令。也可以说，一个程序就是按处理要求 排列一系列的机器语言。CPU只能理解如上所述的机器语言。因此，为了使CPU运行，就 必须使用机器语言的程序。但是，机器语言不易为人们识别和读写。 因此，人们用了更简单易懂的字符串来代替机器语言，这就是汇编 语言。例如，在“给寄存器A赋值2”这样的处理时，如果用汇编 语言来表示，就很简单，请看图1的右边部分。汇编语言中，用 MOV字符串表示赋值，所以“给寄存器A赋值2”的处理就可用“MOVA, #02” 表示。图L机器语言和汇编语言的比较虽然汇编语言比机器语言更加简单易懂了
3、，但是人们读起来还是 挺难理解的。而且，汇编语言还存在另一个问题，就是不同的CPU, 机器语言的描述方式也不同。因此，如果更换了 CPU,就必须改写与机器语言有着密不可分关系的汇编语言，工作量比较大。（以上例 子中的机器语言和汇编语言均为瑞萨的RL78族单片机中的语言。）如上所述，每更换一次CPU都必须对程序进行改编，不但造成生 产性低下，还加重了编程人员的负担。能够解决上述问题的编程语言就是C语言。C语言具有不依存于 特定的CPU,又具有程序移植性高等的特点。另外，由于编程时可 使用人们熟悉的英文单词，所以对编程人员来说C语言是最容易使 用的编程语言。下面我们将C语言和汇编语言做一个简单地比
4、较。 （图2）图2：汇编语言和C语言的比较虽然C语言不依存于CPU而且还是人们最容易使用的编程语言， 但对于CPU来说，C语言却是一种完全无法理解的语言。因此，就 需要一种可以将C语言翻译为机器语言的软件，这就是被称为编译 器（编译程序）的软件。经过编译器翻译的程序的文件格式被称为目 标文件格式。如果目标文件格式最终没有被配置到存储器中，CPU 就无法执行该程序。另外，近来由于程序越来越趋于复杂化，所以几乎都采取了将一 个程序分割为多个C语言程序文件的结构。所以，还需要一个工具 将多个目标文件格式汇总成一个机器语言并配置到存储器上，能够 担当起此重任的就是连接编辑程序（linkageedito
5、r,也被称为 “linker （链接器）”）。能够找出程序错误的调试器由人进行编程的应用程序难免会存在错误（bug） o而用来发现和 帮助人们修正程序错误的工具被称为调试器（Debugger） o下面简单 介绍调试器的类型。电路内仿真器（In-CircuitEmulator,简称：ICE） ： ICE可取代 实际的单片机，与仿真专用的评价单片机（evaluationchip,评价芯 片）连接并进行调试。其中，“In-CircuitEmulator”为美国英特尔 公司的注册商标，瑞萨将其命名为“Full-specEmulators”并向市 场提供。J-TAG仿真器：J-TAG仿真器使用单片机内事
6、先预留的调试电路 进行调试。也就是说通过实际使用的单片机来进行调试。和ICE相 比，J-TAG仿真器的价格较低。瑞萨将其命名为“On- chipDebugEmulatorn 并向市场提供。简易仿真器：简易仿真器是使调试用的监视程序在单片机上运行, 在与PC通信的同时进行调试。除了调试对象的程序之外，还需启动 其他监视程序，所以，与ICE或J-TAG仿真器相比，简易仿真器的 程序运行速度慢而且还有各种功能限制。其最大的优点是价格非常 低廉。综合开发环境正如上面所讲的，在进行单片机的软件开发时，使用了上述的编 译器、连接编辑程序、调试器等各种工具。以前，这些软件都是作 为单个软件分别提供的，一般是通过命令提示符调出各个程序、或 是通过批处理程序调出使用。但是，最近开始以综合开发环境的方 式给予提供，综合开发环境就是将各种程序综合到一个程序包中， 只需通过RenesasCS+等便可很容易地将程序调出使用。例如，瑞萨针对RL78族产品提供了 “简单”“快速”“安心” 的“CS+”的综合开发环境。在综合开发环境中，只需进行简单操作 便可利用各种功能，因此，综合开发环境最适合用来提高软件开发 的效率。*在2014年10月1日发布，瑞萨电子集成开发环境CubeSuite+ 的产品名称已经从V3. 00. 00版本中改为“C+”。