單片機是大專學校電類專業的一門普通課，有些學校甚至把它列為選修課，在眾多課程中，沒有顯出它有多么重要。為什么要學習它呢？電類專業有很多專業課，這些專業課非常重要，是各個專業存在的必需課程，學完這些課程可以使學習者成為大學者的繼承人，市場對學者繼承人的需求太少，大量需要的是產品的研發者，研發產品是需要干實際事情的，需要研發工具，而單片機課程就是學習研發工具使用的課程。學習單片機課程與理論課程不一樣，不能只做作業，而是要實際使用單片機，下面就如何準備學習單片機的條件和學習步驟簡述一些不成熟的想法。

1.硬件

（1）編程硬件

所謂編程就是把單片機運行的程序燒寫到單片機的存儲器中，目前大部分單片機都是使用FLASH存儲器，這些存儲器的寫入次數一般是1000次左右，也有1萬次或是10萬次的。編程也叫程序下載或是燒寫。

（2）實時仿真硬件

實時仿真是使用PC機，用軟件監視在單片機中實際運行的程序，也就是當程序下載到單片機中后，實時運行程序，在程序中設置斷點，通過仿真接口，監視和控制程序的運行。這個過程其實就是調試程序（實際驗證程序的正確性）。編程器和仿真器可以是一個裝置，也可以是各自獨立的裝置。

2.軟件

單片機開發需要單片機開發軟件的支持，軟件分為：

（1）編程軟件

該軟件支持編程器工作，幫助編程器把程序寫入單片機。

（2）實時仿真軟件

該軟件可以在仿真接口的支持下，調試單片機程序。

（3）虛擬仿真

該類軟件支持在沒有單片機硬件情況下的單片機程序調試。

（4）支持C語言

所有的單片機開發軟件都支持匯編語言編程，但是目前人們更喜歡C語言編程，主要是C語言功能強大，可以縮短開發時間。目前就有支持上述功能的軟件，例如51系列的Keil51、PIC系列的MPLAB，MSP430系列的IAR等。

3.學習單片機的手段

按照經濟實力，學習單片機的手段分為如下幾種：

（1）買本單片機書，仔細研究。

（2）網上下載一個具有仿真功能的單片機開發軟件（最好支持C語言），在計算機上對單片機虛擬仿真。

（3）購編程器（支持編程器的下載軟件有編程器商提供）和實驗板（又稱為演示板或是目標板），網上下載開發軟件。在開發軟件的支持下對單片機虛擬仿真，確認單片機程序正確后，用編程器將程序下載到單片機中，觀察程序的實際運行。

（4）購仿真接口和實驗板，在網上下載單片機開發軟件（支持編程、虛擬仿真、實時仿真和C語言），在虛擬仿真完成后，將程序下載到單片機中實時仿真。對于個人學習單片機，具有上述（4）的條件已經是很好了。

4.學習單片機過程中的困擾

單片機種類很多，各個公司提供的單片機、開發硬件和軟件功能、價格都不一樣，對于初學單片機有很多困惑。

（1）單片機問題

目前單片機很多，學哪一個，其實學哪一個都可以，單片機雖然型號不同，但是芯片內部的資源種類都差不多，而且這些資源的使用方法也大同小異，可以說學會一種，其他種將融會貫通。究竟學哪一種，主要看具備的條件。51系列是老型號，書多、資料多、軟件開放和硬件支持還可以，特別是Atmel公司的產品AT89系列，很多人就是學習這款單片機發家致富的。AVR90系列，該系列也是Atmel公司的產品，指令少，學起來容易，芯片種類多，適合各種場合和需要，根據有關資料顯示，目前該單片機芯片的使用數量很大，大有超過51系列芯片數量的趨勢。PIC系列，該系列是Microchip公司的產品，種類多，芯片抗干擾能力強，使用的人很多，

特別是PIC

16F877芯片，由于適合學校使用，在該公司大學計劃的支持下，免費贈送開發器和實驗板，因而使用該芯片的人群大增，也是可以和51系列單片機抗衡的單片機。MSP430系列，是TI公司的產品，最近幾年才被杭州利爾達公司引進，是16位、超低功耗單片機，特別適合手持設備等低功耗設備的開發，實際上，由于該系列引腳多，內部資源多（具有硬件乘法器），所以在很多產品開發上都有用武之地，據有關人士預測，該系列是最具前途的單片機。還有很多單片機型號，由于不太了解，不敢妄加評論，但可以想象，一定是不錯的單片機，否則就不會在競爭激烈的市場中存在。

（2）開發軟件問題

不同種類的單片機都配套有相應的開發軟件，這些軟件很多都是專業軟件公司開發的。51系列，目前開發軟件是Keil51，該軟件支持C語言，但是在網上下載的版本，只支持2K程序。PIC系列的開發軟件是MPLAB，在HI-TECH公司C語言支持軟件PICC的支持下，該軟件很好用，但是PICC是需要激活密碼才能運行的。MSP430系列的開發軟件是IAR，該軟件有開放1個月的全功能限期版本和C語言4k支持版本，可見該系列的軟件開放是最好的。哪種單片機的開發軟件開放的好，就會引起人們對該單片機的興趣，單片機提供商也深諳此道，所以網上經常可以找到更開放版本的軟件。

（3）仿真接口

仿真接口，又稱為仿真器，老式單片機由于沒有FLASH存儲器，所以仿真編程難度很大，新型號的單片機，幾乎都有FLASH存儲器的芯片，這樣的芯片都支持在電路編程（在系統編程），所謂在電路編程，就是用3~5根線就可以將程序寫入單片機，并能夠將單片機內的程序運行情況、寄存器內容等信息傳輸到PC機上。這種編程方法需要在單片機與PC機之間安裝一個仿真接口，該接口一般需要購買。AT89S51、PIC16F877就是具有這種能力的單片機。
? ? ? ? 但是，對于初學者來說，支持該單片機編程和仿真的接口需要購買，而且簡單接口在仿真時會占用芯片資源，給單片機系統開發帶來不便。MSP430系列單片機也是具有這種能力的單片機，但是該單片機采用標準JTAG接口，JTAG是一種標準（IEEE1149.1），是為測試芯片而制定的，目的是用TCK、TDI、TDO和TMS四個信號來測試芯片的內部狀態，為什么測試芯片還需要專門制定標準呢？這是因為復雜芯片引腳太多，特別是還有些芯片一旦安裝到多層電路板上就無法看到引腳，更不要說測量了，這時就可以在計算機軟件的支持下通過JTAG接口，對芯片進行測量，如果各個公司的芯片都符合該標準，就可以將各個芯片的JTAG口串聯起來（外國人稱為菊花鏈），無論在電路板上有多少芯片，只需4個引腳，就可以測量電路板上的所有芯片。既然可以測量芯片，當然可以將數據寫入芯片，在可編程邏輯器件的數據下載中也使用JTAG接口，出現了在系統編程（ISP）的概念。
? ? ? ? 也就是，即使可編程邏輯器件安裝到了系統中，也可以對其內部電路進行修改，JTAG技術和EDA軟件的進步，使可編程邏輯器件的開發與使用得到快速發展。單片機也是在向這個方向努力，前幾年出現在市場上的C8051單片機就是使用JTAG接口的單片機，不幸的是該單片機JTAG接口裝置和開發軟件很貴，阻礙人們使用該單片機。

使用JTAG口，必須在計算機與芯片JTAG接口之間連接一個接口裝置，該裝置隨芯片而異，實際上JTAG接口裝置都是很簡單的（就是一個緩沖器），但是由于各個公司的早期產品不完全支持JTAG接口，而JTAG接口裝置又必須兼容這些早期產品，就使得JTAG接口裝置變的復雜了。

目前，TI公司的MSP430系列芯片就是支持JTAG接口的單片機，該公司稱該JTAG接口裝置為FET，通過FET就可以對該系列單片機編程與仿真。特別是該接口非常簡單，適合自制，網上很多該單片機愛好者就是使用自制的FET開發該系列的單片機，非常成功。

（4）實驗板

實驗板是學習單片機所必須的，實驗板又稱為演示板、目標板，其實就是具有單片機的電路板，實驗板可以購買，各個單片機的供應商都提供多種多樣的實驗板。實驗板也可以根據需要自制，自制實驗板是具有挑戰的，需要學會畫電路板圖。

（5）選擇單片機類型

軟件：支持C語言，免費下載。

仿真器：用于仿真編程的JTAG接口裝置可以自制（很重要，可以節省開支）。

單片機：型號多、功能強、資源多、功耗低，程序存儲器容量大。

資料：書多、資料多，特別是網上資料多。

滿足上述條件的單片機只有MSP430系列。