隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展，計(jì)算機(jī)已深入地滲透到我們的生活中，許多電子愛好者開始學(xué)習(xí)單片機(jī)知識，但單片機(jī)的內(nèi)容比較抽象，相對電子愛好者已熟悉的模擬電路、數(shù)字電路，單片機(jī)中有一些新的概念，這些概念非�；�本以至于一般作者不屑去談，教材自然也不會很深入地講解這些概念，但這些內(nèi)容又是學(xué)習(xí)中必須要理解的，可以通過單片機(jī)開發(fā)實(shí)驗(yàn)儀動手加理論來加深理解，單片機(jī)開發(fā)實(shí)驗(yàn)儀是《MCS-51單片機(jī)原理與接口》《單片機(jī)控制技術(shù)》《自動化控制》等課程教學(xué)的最佳配套實(shí)驗(yàn)設(shè)備。

一、總線：

一個電路總是由元器件通過電線連接而成的，在模擬電路中，連線并不成為一個問題，因?yàn)楦髌骷�間一般是串行關(guān)系，各器件之間的連線并不很多，但計(jì)算機(jī)電路卻不一樣，它是以微處理器為核心，各器件都要與微處理器相連，各器件之間的工作必須相互協(xié)調(diào)，所以就需要的連線就很多了，如果仍如同模擬電路一樣，在各微處理器和各器件間單獨(dú)連線，則線的數(shù)量將多得驚人，所以在微處理機(jī)中引入了總線的概念，各個器件共同享用連線，所有器件的8根數(shù)據(jù)線全部接到8根公用的線上，即相當(dāng)于各個器件并聯(lián)起來，但僅這樣還不行，如果有兩個器件同時(shí)送出數(shù)據(jù)，一個為0，一個為1，那么，接收方接收到的究竟是什么呢？這種情況是不允許的，所以要通過控制線進(jìn)行控制，使器件分時(shí)工作，任何時(shí)候只能有一個器件發(fā)送數(shù)據(jù)（可以有多個器件同時(shí)接收）。器件的數(shù)據(jù)線也就被稱為數(shù)據(jù)總線，器件所有的控制線被稱為控制總線。在單片機(jī)內(nèi)部或者外部存儲器及其它器件中有存儲單元，這些存儲單元要被分配地址，才能使用，分配地址當(dāng)然也是以電信號的形式給出的，由于存儲單元比較多，所以，用于地址分配的線也較多，這些線被稱為地址總線。
二、數(shù)據(jù)、地址、指令：

之所以將這三者放在一起，是因?yàn)檫@三者的本質(zhì)都是一樣的──數(shù)字，或者說都是一串‘0’和‘1’ 組成的序列。換言之，地址、指令也都是數(shù)據(jù)。指令：由單片機(jī)芯片的設(shè)計(jì)者規(guī)定的一種數(shù)字，它與我們常用的指令助記符有著嚴(yán)格的一一對應(yīng)關(guān)系，不可以由單片機(jī)的開發(fā)者更改。地址：是尋找單片機(jī)內(nèi)部、外部的存儲單元、輸入輸出口的依據(jù)，內(nèi)部單元的地址值已由芯片設(shè)計(jì)者規(guī)定好，不可更改，外部的單元可以由單片機(jī)開發(fā)者自行決定，但有一些地址單元是一定要有的（詳見程序的執(zhí)行過程）。數(shù)據(jù)：這是由微處理機(jī)處理的對象，在各種不同的應(yīng)用電路中各不相同，一般而言，被處理的數(shù)據(jù)可能有這么幾種情況：
1·地址（如MOV DPTR，#1000H），即地址1000H送入DPTR。
2·方式字或控制字（如MOV TMOD，#3），3即是控制字。
3·常數(shù)（如MOV TH0，#10H）10H即定時(shí)常數(shù)。
4·實(shí)際輸出值（如P1口接彩燈，要燈全亮，則執(zhí)行指令：MOV P1，#0FFH，要燈全暗，則執(zhí)行指令：MOV P1，#00H）這里0FFH和00H都是實(shí)際輸出值。又如用于LED的字形碼，也是實(shí)際輸出的值。
理解了地址、指令的本質(zhì)，就不難理解程序運(yùn)行過程中為什么會跑飛，會把數(shù)據(jù)當(dāng)成指令來執(zhí)行了。
三、P0口、P2口和P3的第二功能用法初學(xué)時(shí)往往對P0口、P2口和P3口的第二功能用法迷惑不解，認(rèn)為第二功能和原功能之間要有一個切換的過程，或者說要有一條指令，事實(shí)上，各端口的第二功能完全是自動的，不需要用指令來轉(zhuǎn)換。如P3.6、P3.7分別是WR、RD信號，當(dāng)微片理機(jī)外接RAM或有外部I/O口時(shí)，它們被用作第二功能，不能作為通用I/O口使用，只要一微處理機(jī)一執(zhí)行到MOVX指令，就會有相應(yīng)的信號從P3.6或P3.7送出，不需要事先用指令說明。事實(shí)上‘不能作為通用I/O口使用’也并不是‘不能’而是（使用者）‘不會’將其作為通用I/O口使用。你完全可以在指令中按排一條SETB P3.7的指令，并且當(dāng)單片機(jī)執(zhí)行到這條指令時(shí)，也會使P3.7變?yōu)楦唠娖�，但使用者不會這么去做，因?yàn)檫@通常這會導(dǎo)致系統(tǒng)的崩潰（即死機(jī)）。
四、程序的執(zhí)行過程單片機(jī)在通電復(fù)位后8051內(nèi)的程序計(jì)數(shù)器（PC）中的值為‘0000’，所以程序總是從‘0000’單元開始執(zhí)行，也就是說：在系統(tǒng)的ROM中一定要存在‘0000’這個單元，并且在‘0000’單元中存放的一定是一條指令。
五、堆棧堆棧是一個區(qū)域，是用來存放數(shù)據(jù)的，這個區(qū)域本身沒有任何特殊之處，就是內(nèi)部RAM的一部份，特殊的是它存放和取用數(shù)據(jù)的方式，即所謂的‘先進(jìn)后出，后進(jìn)先出’，并且堆棧有特殊的數(shù)據(jù)傳輸指令，即‘PUSH’和‘POP’，有一個特殊的專為其服務(wù)的單元，即堆棧指針SP，每當(dāng)執(zhí)一次PUSH指令時(shí)，SP就（在原來值的基礎(chǔ)上）自動加1，每當(dāng)執(zhí)行一次POP指令，SP就（在原來值的基礎(chǔ)上）自動減1。由于SP中的值可以用指令加以改變，所以只要在程序開始階段更改了SP的值，就可以把堆棧設(shè)置在規(guī)定的內(nèi)存單元中，如在程序開始時(shí)，用一條MOV SP，#5FH指令，就時(shí)把堆棧設(shè)置在從內(nèi)存單元60H開始的單元中。一般程序的開頭總有這么一條設(shè)置堆棧指針的指令，因?yàn)殚_機(jī)時(shí)，SP的初始值為07H，這樣就使堆棧從08H單元開始往后，而08H到1FH這個區(qū)域正是8031的第二、三、四工作寄存器區(qū)，經(jīng)常要被使用，這會造成數(shù)據(jù)的渾亂。不同作者編寫程序時(shí)，初始化堆棧指令也不完全相同，這是作者的習(xí)慣問題。當(dāng)設(shè)置好堆棧區(qū)后，并不意味著該區(qū)域成為一種專用內(nèi)存，它還是可以象普通內(nèi)存區(qū)域一樣使用，只是一般情況下編程者不會把它當(dāng)成普通內(nèi)存用了。
六、單片機(jī)的開發(fā)過程這里所說的開發(fā)過程并不是一般書中所說的從任務(wù)分析開始，我們假設(shè)已設(shè)計(jì)并制作好硬件，下面就是編寫軟件的工作。在編寫軟件之前，首先要確定一些常數(shù)、地址，事實(shí)上這些常數(shù)、地址在設(shè)計(jì)階段已被直接或間接地確定下來了。如當(dāng)某器件的連線設(shè)計(jì)好后，其地址也就被確定了，當(dāng)器件的功能被確定下來后，其控制字也就被確定了。單片機(jī)開發(fā)實(shí)驗(yàn)儀系統(tǒng)支持二種工作方式：一是聯(lián)機(jī)運(yùn)行:在與上位軟件聯(lián)機(jī)的狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)各種調(diào)試和行運(yùn)的操作,二是脫機(jī)運(yùn)行:系統(tǒng)配有管理監(jiān)控,在無仿真器狀態(tài)下,系統(tǒng)自動切換到脫機(jī)管理狀態(tài),用戶可輕松調(diào)用實(shí)驗(yàn)程序的EPROM完成52個實(shí)驗(yàn)。然后用文本編緝器（如EDIT、CCED等）編寫軟件，編寫好后，用編譯器對源程序文件編譯，查錯，直到?jīng)]有語法錯誤，除了極簡單的程序外，一般應(yīng)用仿真機(jī)對軟件進(jìn)行調(diào)試，直到程序運(yùn)行正確為止。運(yùn)行正確后，就可以寫片（將程序固化在EPROM中）。在源程序被編譯后，生成了擴(kuò)展名為HEX的目標(biāo)文件，一般編程器能夠識別這種格式的文件，只要將此文件調(diào)入即可寫片。
七、仿真、仿真機(jī)仿真是單片機(jī)開發(fā)過程中非常重要的一個環(huán)節(jié)，除了一些極簡單的任務(wù)，一般產(chǎn)品開發(fā)過程中都要進(jìn)行仿真，仿真的主要目的是進(jìn)行軟件調(diào)試，當(dāng)然借助仿真機(jī)，也能進(jìn)行一些硬件排錯。一塊單片機(jī)應(yīng)用電路板包括單片機(jī)部份及為達(dá)到使用目的而設(shè)計(jì)的應(yīng)用電路，仿真就是利用仿真機(jī)來代替應(yīng)用電路板（稱目標(biāo)機(jī)）的單片機(jī)部份，對應(yīng)用電路部份進(jìn)行測試、調(diào)試。仿真有CPU仿真和ROM仿真兩種，所謂CPU仿真是指用仿真機(jī)代替目標(biāo)機(jī)的CPU，由仿真機(jī)向目標(biāo)機(jī)的應(yīng)用電路部份提供各種信號、數(shù)據(jù)，進(jìn)行調(diào)試的方法。這種仿真可以通過單步運(yùn)行、連續(xù)運(yùn)行等多種方法來運(yùn)行程序，并能觀察到單片機(jī)內(nèi)部的變化，便于改正程序中的錯誤。所謂ROM仿真，就是用仿真機(jī)代替目標(biāo)機(jī)的ROM，目標(biāo)機(jī)的CPU工作時(shí)，從仿真機(jī)中讀取程序，并執(zhí)行。這種仿真其實(shí)就是將仿真機(jī)當(dāng)成一片EPROM，只是省去了擦片、寫片的麻煩，并沒有多少調(diào)試手段可言。通常這是二種不同類型的仿真機(jī)，也就是說，一臺仿真機(jī)不能既做CPU仿真，又做ROM仿真�？赡艿那闆r下，當(dāng)然以CPU仿真好。

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