单片机本身只是一个微控制器，没有任何内部程序。 只有与其他器件、设备有机结合，并配置适当的工作程序，才能构成单片机应用系统，完成规定的操作，具有特定的功能。 功能。 单片机本身不具备独立开发能力。 必须使用开发工具来编译、调试、下载程序或对设备进行编程。 开发工具的质量直接影响开发工作的效率。 本章介绍MCS-51单片机的常用开发工具和开发流程。
11.1 开发工具
从提出任务到单片机应用系统正式投入运行的过程称为单片机的开发过程，开发所使用的设备称为开发工具。
单片机的开发工具分为软件工具和硬件工具。
软件工具包括编译器、软件仿真器等。编译器将用户编写的汇编语言、PL/M语言、C语言或其他语言源程序翻译成单片机可执行的机器代码。 软件模拟器提供虚拟的单片机运行环境，在通用计算机上模拟单片机的程序运行过程。 软件模拟器具有单步、连续、断点运行等功能，可以在单片机程序运行过程中随时观察单片机的运行状态。 如内部RAM某一单元的值、特殊功能寄存器的值等。但软件模拟只能验证程序的执行过程。
硬件工具主要包括在线仿真器、编程器等。
在线仿真器是单片机开发系统的重要组成部分。 MCU在线仿真器本身就是一个MCU系统，与要开发的MCU应用系统具有相同的MCU型号。 所谓仿真，就是用在线模拟器中的一个“透明”、“可控”的单片机来代替应用系统中的单片机，并通过开发系统来控制这个“透明”、“可控”的单片机。 运行，即利用开发系统的资源来模拟应用系统。 这是一种软硬件综合排查的先进开发方式。 所谓在线，是指仿真器中运行和控制单片机的硬件环境与应用系统中单片机的实际环境完全一致。 在线仿真的方法是在实际的运行环境和实际的外围设备中制作单片机应用系统。 使用开发系统进行仿真和调试。
在线仿真器除了“借出”自己的微控制器资源外，还可以“借出”内存。 在调试应用系统时，也可以拔掉其程序存储芯片，在线仿真器将其部分存储器替换为应用系统的存储器来存储待调试的应用程序。 在在线仿真器中使用这部分内存就像在你设计的应用系统中使用程序内存一样。
选择模拟器时应考虑以下几点：
系统是否支持高级语言（PL/M、C）等
是否占用单片机的硬件资源过多。
实时质量或不良情况。 如仿真调试速度、最大工作频率等。
它还有其他高级功能吗？ 如硬件测试、逻辑仪器等。
多功能性好或坏。
设备是否可以编程。
编程器的作用是将程序代码写入芯片中。 使用仿真器调试完用户程序后，需要使用编程器将调试好的程序写入单片机芯片中。 拆下模拟系统，将写有程序的CPU插入系统中独立运行。
11.2 单片机应用系统的一般形式
单片机主要用于实时控制，因此具有一般计算机控制系统的共同特点。 其典型应用系统应包括单片机系统、用于测量和控制目的的前向传感器输入通道、后向伺服控制输出通道和基本的人机对话通道。 大型、复杂的测控系统是一个多机系统，其中还包括机器之间相互通信的通道。
图11.1是典型的单片机应用系统的结构框图。
1.前向通道的组成及特点
前向通道是微控制器与测控对象连接的部分，是应用系统数据采集的输入通道。
来自受控对象的现场信息多种多样。 根据物理量的特点，可分为模拟量、数字量和开关量两类。
对于数字量（频率、周期、相位、计数）的采集，输入相对简单。 它们可直接用作事件计数和定时计数的计数输入、测试输入、I/O 端口输入或中断源输入，以实现脉冲频率、周期、相位和计数测量。 对于开关量采集，一般通过I/O口线或扩展I/O口线直接输入。 一般被控对象为交流电、交流电压、大电流系统。 单片机是数字弱电系统，因此在数字和开关采集通道中必须采用隔离器件（如光电耦合器件）进行隔离。
模拟输入通道结构比较复杂，一般包括转换器、隔离放大器、滤波器、采样保持器件、多通道开关、A/D转换器及其接口电路。
转换器：转换器是各种传感器的总称。 它采集现场的各种信号，并将其转换为电信号（电压信号或电流信号），以满足单片机的输入要求。 现场信号有多种，包括电信号，如电压、电流、电磁量等； 以及非电信号，如温度、湿度、压力、流量、位移等。针对不同的物理量应选择相应的传感器。
模拟信号采集通道结构
隔离放大和滤波：传感器的输出信号一般比较弱，不能满足单片机系统的输入要求。 它必须经过放大才能用作微控制器系统的采集输入信号。 另外，现场信息来自各个工业现场，携带大量噪声和干扰信号。 为了提高单片机应用系统的可靠性，必须隔离或减少干扰信号，这是整个系统抗干扰设计的关键部分。
采样和保持：前向通道中的采样和保持有两个功能。 一是实现多个模拟信号的同时采集； 二是消除“
