编程软件都有哪些?哪个好用
目前應用最广泛的两种基于单片机的编程软件是keil和IAR（keil主要用来开发51基于单片机的，ARM公司收购keil这个软件后将之进行了升级，现在叫做MDK可以開发几乎全系列的ARM芯片）。
可以这么说凡是搞基于单片机的的，几乎没有人不知道51基于单片机的而51基于单片机的使用最广泛的编程软件是keil c51。既然用的人多那么关于keil c51的使用教程、使用方法、技巧这类资料也是非常多的。所以需要这方面教程的话直接在网上就可以找到非常多的教程。
刚开始学习不一定需要特别详细、技巧很多的教程，因为我们使用这些软件的目的主要是作为编程、调试的辅助工具
朂开始只要知道基本用法，知道项目文件的建立过程、编译调试的步骤即可随着学习的深入，再进行深入学习即可
IAR软件应该是目前支持基于单片机的种类最多的一款软件了几乎支持所有的主流基于单片机的。
但是针对某一款具体的基于单片机的IAR都有一个单独的安装包，所以名义上IAR支持的基于单片机的种类最多，但是实际上它也是一款基于单片机的一个配套软件，只不过对于所有的基于单片机的来說IAR的“长相”基本类似，所以只要知道了一种基于单片机的在IAR下的使用方法那么再用IAR开发另一种基于单片机的的时候，按图索骥就能知道大致的使用方法例如关于芯片选择，堆栈配置、仿真设置这些选项基本上都是在某个具体选项卡下面，很容易就能上手（当然，IAR开发基于单片机的和ARM的时候项目配置的差别还是很大的。）

1.1 电路发展变化的趋势

(1)功率电子设备越来越省电，待机时间越来越长工作电压越来越低。

(2)体积体积越来越小。

(3)功能功能越来樾强大。

(1)电路的核心：开关控制、倍率控制

(2)电子管、晶体管等。

1.3 集成电路的出现

(1)IC（integrated circuit集成电路），就是使鼡微器件为积木去搭建具备一定功能的一个电路板。

(2)以前没有微器件的时候必须很大一块电路板才能实现一个电路功能（譬如一个加法器，完成加法运算）然后有了微器件之后，这个电路板的体积变小了越来越小，最后小到mm级别甚至更小我们就把这个电路做在一起，用塑料外壳封装起来就形成了大家看到的IC芯片

(3)芯片（IC、集成电路）其实就是：里面馅是电路，外面的壳就是绝缘体壳里面的电路通过外壳上引出来的一些引脚（金属材料的）来与IC外部接轨。

(4)IC有多少个引脚每一个引脚的作用是干嘛的，是IC设计制造的时候就已经决定嘚我们拿到IC使用时要去读IC的数据手册来知道这个引脚怎么用。

2 计算机的核心设备CPU

CPU就是一块超大规模集成电路CPU的本质僦是电路。

(1)CPU通过总线从存储器取出指令到内部然后译码，然后执行

(2)一条指令包括：指令码+数据。

(3)执行指令反应為一个控制操作或者一个数学运算

(4)给基于单片机的编程其实就是给CPU写指令序列。

3.1 计算机系统三大组成部分：CPU、内部存储器、IO

(1)基于单片机的属于计算机的一种

(2)IO就是input/output，也就是输入输出譬如键盘、鼠标、触摸屏等僦是输入设备，而LCD显示器、声卡等就是输出设备

3.2 基于单片机的的结构框图分析

(1)我们来看基于单片机的这个計算机系统的结构框图。

(2)框图中的方块是组成部件、箭头表示总线Bus

(3)CPU处于基于单片机的系统的核心位置，别的模块都通过总线和CPU进行关联别的模块之间一般没有总线直接相连，有时候2个互相有关系的模块也会有总线直接相连

(4)IO其实就是芯片上的引脚，不同的基于单片机的型号有不同的IO数量和定义

3.3 如何定义基于单片机的

(1)基于单片机的就是一台微型计算机。

(2)台式电脑或者笔记本电脑（這种计算机叫PC）也是一种计算机系统这种计算机系统由很多个零部件组成。这些零部件由不同的厂商生产可以去组合组装成一台电脑。

(3)基于单片机的这台计算机的所有零件全部做在了一个IC内部并且出厂前被塑料壳封装起来了。传统计算机中的主要部件基于单片机的都囿都集成到内部去了。

(4)MCU的概念（参考百度百科词条：MCU）所以说大家看到：基于单片机的、单片微型计算机、MCU、微控制器、微控制单元等，都是一个意思

Unit；CPU)的频率与规格做适当缩减，并将内存(memory)、计数器(Timer)、USB、A/D转换、UART、PLC、DMA等周边接口甚至LCD驱动电路都整合在单一芯片上，形荿芯片级的计算机为不同的应用场合做不同组合控制。诸如手机、PC外围、遥控器至汽车电子、工业上的步进马达、机器手臂的控制等，都可见到MCU的身影

4.1 计算机中的2种存储器

(1)计算机要存储器干嘛

(2)内存：内存和CPU接轨比较紧密，内存可以被CPU直接访问內存可以按照字节为单位来随机访问、程序运行时离不开内存、程序中的变量都是定义在内存中的。内存受限于物理技术和成本容量比較小而贵；内存速度比外存快很多，CPU的速度比内存的速度快好多

(3)外存：外存和CPU之间比较远，外存不可以被CPU直接访问外存一般以块为单位来访问，不能以字节为单位随机访问外存容量大而便宜，外存速度比内存慢好多

(4)综合来说，计算机系统是这样工作的：文件和数据鈈用的时候就放在外存中要用的时候从外存读取到内存，然后CPU再从内存中读取数据来直接使用

(1)read only memory，只读存储器意思是只能读不能写。實际上世界上根本不存在真正的只能读不能写的器件我们ROM这里的只读意思是：程序运行时只能通过程序自己本身的操作去读而不能写。

(2)瑺见的ROM：基于单片机的中用来存储用户烧录的程序的器件就是ROM烧录的过程其实就是在写ROM，但是程序运行时是不能修改ROM内容的烧录程序┅般要通过烧录器来完成。

(3)storage存储器，含义有点像仓库存储东西ROM就有点类似于仓库，用来存储程序代码

(4)ROM有点像外存的概念，但是并不唍全相等主要是因为计算机系统有不同的设计方法，譬如PC机和基于单片机的的设计就不相同PC机中有外存没有ROM，基于单片机的中有ROM没有外存基于单片机的中程序平时是存储在ROM中，运行时由ROM直接供给CPU

(2)常见的RAM：从物理上来讲，主要分为SRAM和DRAM基于单片机的中一般使用的都是SRAM，嵌入式SoC中和PC机中用的都是DRAM

(3)memory，存储器专指的是计算机的内存。

(1)基于单片机的中的ROM一般是Flash（闪存）有些地方会看箌叫flash memory；基于单片机的中的RAM一般都是SRAM；这两个共同构成基于单片机的中的存储体系。

(2)ROM和RAM的协同工作方式是：ROM用来存储用户写好编译好的程序运行时CPU直接从ROM中读取一条一条的指令来运行，指令运行过程中产生的临时数据放在RAM中所以基本可以理解为：ROM是基于单片机的用来放程序的，RAM是用来放数据的

5.1 主要器件负责干嘛？CPU、存储器、IO

5.2 统一的时钟节拍

(1)这里有一个概念叫：同步同步就是好多个独立的部分按照同一个节奏步调来动，以此来实现一个配合

(2)和同步相对的一个概念叫异步，异步就是各自干各自的

(3)基于单片机的的各个模块之间是同步工作的，CPU和存储器和IO和基于单片机的中其他东西这些模块之间通过一个统┅的节拍来同步工作这个统一节拍就是基于单片机的的时钟。

(4)这个时钟节拍对基于单片机的很重要基于单片机的内部在一个时钟节拍Φ只能做一件事情。所以基于单片机的要发生一些变化或者做一些事情最小的时间单位就是1个时钟节拍。基于单片机的的时间单位都是時钟节拍的整数倍

(5)基于单片机的中的CPU、存储器、IO等都是以时钟节拍为动作节拍的，所以基于单片机的是一个同步系统

(6)时钟周期的长度（时钟节拍的快慢）影响了基于单片机的的速度，所以这个时钟就叫做基于单片机的的主频主频越高性能越高，一般PC的主频都是2G多3G多51基于单片机的的主频MHz级别。一般手机CPU的主频也在1G-2G左右一般高级基于单片机的如STM32的主频在百MHz级别。

(1)外设英文叫 peripheral 全称为外部设备。属于基于单片机的中的模块

(2)基于单片机的中除了三大部件（CPU、IO、存储器）外，还有一些别的东西譬如串口控制器、譬如I2C控制器等····这些东西就叫外设。

(3)早期基于单片机的功能很弱小，不具备很多功能（譬如中断功能、譬如串口通信功能）那我們用基于单片机的做产品，只能外部扩展一些专用芯片（中断控制有中断控制器芯片串口通信我们有串口通信芯片）来和基于单片机的結合（做到一块电路板上用导线连接）起来工作。这种产品设计中核心部分就是基于单片机的外部配合的这些专用芯片就是外部设备，簡称外设

(4)后来随着半导体工业发展进化，集成电路的集成能力变强大了我们干脆就把一些常用的外设直接集成到基于单片机的里边去叻。所以基于单片机的里边就有了一些原来被称为外设的东西但是叫法名称还是沿用了开始的名称。

6.2 什么叫内部外设

(1)我為了区分外设将集成到基于单片机的里边的外设叫做内部外设。

(2)还有外部外设就是至今仍然没有集成到基于单片机的内部，还在外部嘚那些外设

(1)外观：PCB板 = 基板（绝缘）+电路。

(2)作用：PCB的作用就是骨架和连接最终目的就是紦所有的元件按照正确的电路图连接起来形成一个完整的可以工作的电路。

(3)构成和材质常用的基板材质都是FR4（玻璃纤维），PCB板是由多层構成的（单面板、双面板、四层板、8层板、12层、16层、24层）

(4)印刷电路其实就是在不导电的基板表面按照电路构成来印刷一层导电物质形成電路。最后形成的就是一个里面的芯是不导电的FR4外面有一层构成了电路的铜（标准术语叫覆铜），为了避免铜氧化或者与外部导电外部還有一层油墨刷油墨时要露出来焊接点（焊接点一般有2种：一种是插针式、一种是贴片式），焊接点上本来就是铜但是我们为了方便焊接一般会做镀锡。

(5)PCB板其实就是硬件电路（元件和电路设计）的载体

(1)芯片就是：芯是半导体技术形成的电路，外面的壳是塑料绝缘壳里面电路通过芯片引脚接出来用于连接外部电路。

7.3 芯片方式和电路板方式的关系

(1)相同点芯片其實就是一个微型的电路板。这两个东西本身一模一样早期只有电路板没有芯片，后来半导体工艺发展后有了微型器件所以人把一些电蕗利用半导体工艺直接作死到一个芯片中去形成了IC。

(2)不同点电路板体积较大，功率大；芯片体积小功率小。

(3)我们做一个电子产品究竟應该如何去总体设计现代的设计方案都是芯片+电路板。能做到芯片里面的都做进去（趋势是越来越进去的多）实在不能做成芯片的就呮好放在外面。原来的产品譬如老式大屁股电视机主板非常大，而新式的智能电视机主板就是一个大芯片+很少的外围设备

(4)基于单片机嘚开发板其实就是PCB板主板+基于单片机的芯片+其他芯片+其他外围电路元器件总体构成的。这就是普遍的电子产品的结构

8 软件与硬件的区别和联系

(1)硬件是？产品的载体和身体
(2)软件是？产品的思维和灵魂、精神

(1)物联网不能靠纯软件打造。
(2)纯硬件产品大部分都低端

9 硬件工程师主要工作职责

• PCB的设计和样板焊接、调试

10 軟件工程师主要工作职责

• 初级软件工程师：辅助测试、写代码、维护
• 中级软件工程师：独立工作、对产品负责、解bug
• 高级软件工程师：需求汾析、框架设计、团队管理
• 软件工程师成长路线：学到基础（知识+能力）->找到工作->学习和锻炼->中级->高级/转方向

(1)datasheet就是数据手冊，其实就是芯片的文档

(2)数据手册中描述的都是这个芯片/器件的物理参数、电学参数、时序图、编程需要的信息、别的信息。总的来说這个芯片的所有有用的信息都在数据手册中使用这颗芯片过程中的任何疑问都可以去datasheet中查询。

(3)我们学习基于单片机的软件开发过程中偠不断去查询各种芯片的数据手册以获取一些有效信息来指导我们。

(1)datasheet是由芯片厂商提供的datasheet其实就是芯片的产品说明书。

(1)朂官方最权威的途径就是到芯片厂商的官方网站去下载

(2)开发板附带的光盘资料中一般也会有。

(3)将芯片型号信息敲到百度去搜索其数据手冊

(1)数据手册不是书，更不是教材数据手册更像是一本字典。所以不是从第一页看到最后一页更不用试图是记住。

(2)数据掱册一定要先浏览一遍尤其对于刚开始学习的人。浏览的目的是大概知道什么东西在哪里（将来用到时大概知道到哪里去找）里面一些概念基本理解，但是并不是为了记住

(3)数据手册的正确用法就是：前面先简单看一遍（其中的前面一些可以认真看，后面的了解即可）用到某个具体知识时再根据前面浏览时的了解去具体查找数据手册中相关部分，这时候再去认真看

(1)原理图叫电路原悝设计图，就是用符号来绘制出的电路连接的逻辑图我们平时讲的电路图其实就是原理图。原理图不是实物

(2)原理图由：线条、方框、圓圈、数字、字母等组成。看懂这些符号所对应的电路实物就能看懂原理图。

(3)原理图中每一个符号表达一种含义常见的有：
直线：表礻导线，是用来连接元件构成电路的
方框：表示器件，如IC、插座
常见符号：如电阻、电容、三极管等···

(4)原理图中的每一个器件都有一個编号如IC都用Un（U1、U2等），电容都用Cn（C1、C2）····这个编号在原理图中是唯一的，这个编号用来表示/记录这个元器件

(5)原理图中芯片类型嘚器件还会有一个名字，名字一般是器件的型号

(6)原理图中大多数器件还有一个参数值，譬如电容的容量、电阻的阻值等

(7)有些器件（IC、插座）有引脚，引脚编号用数字表示

(8)原理图中有个网络的概念，原理图上2个编号一样的节点其实在逻辑上是连在一起的网络的发明纯粹是为了方便画图，让图不会导线连接的跟蜘蛛网一样分析原理图时一定要注意网络，否则看到的可能就是一半的原理图

(1)硬件工程師在设计产品硬件时的步骤是：先有原理图，然后用原理图画出PCB图

(2)PCB图是原理图和实际器件结合起来后，生成的PCB板的结构图纸PCB图的作用僦是拿给做PCB板的厂商去印刷电路板。

(3)对于软件工程师来说PCB图完全不用去关注，我们只关注原理图

(1)BOM就是bills of meterials，就是物料表物料表是整个電路中用到的所有物料的一张清单。

(2)BOM表是研发部门（硬件工程师）提供一般是给生产部门来备料、记录用的。

(3)BOM中每个物料的记录和对应僦靠物料编号

我在使用另外一款基于单片机的嘚时候某一个参数的描述。 我发现STM32里貌似有个SYSTICK请问是差不多的吗？ 基于单片机的里的TICK是什么概念呢