在前面幾節(jié)芝識(shí)課堂中我們?cè)敿?xì)介紹了微控制器的基本知識(shí)、軟件和硬件以及內(nèi)核的技術(shù)細(xì)節(jié)，在我們實(shí)際應(yīng)用微控制器進(jìn)行開(kāi)發(fā)之前，我們還需要做好最后一個(gè)環(huán)節(jié)，那就是開(kāi)發(fā)環(huán)境的設(shè)置，這也是我們從菜鳥(niǎo)到微控制器高手的必經(jīng)之路。

開(kāi)發(fā)環(huán)境

開(kāi)發(fā)環(huán)境涉及到了微控制器的軟件和硬件兩大部分，包含編寫(xiě)指令、編譯指令、模擬仿真以及最后的燒錄指令。如同我們前面介紹的那樣，微控制器只能聽(tīng)懂機(jī)器語(yǔ)言，我們需要用類似C這樣的編程語(yǔ)言與之進(jìn)行溝通。而構(gòu)建這個(gè)過(guò)程的軟硬件平臺(tái)組合就是開(kāi)發(fā)環(huán)境。不同的微控制器開(kāi)發(fā)所需的開(kāi)發(fā)環(huán)境也各不相同，而開(kāi)發(fā)環(huán)境的存在也讓微控制器開(kāi)發(fā)者可以更好地在不同平臺(tái)間進(jìn)行項(xiàng)目的移植和二次開(kāi)發(fā)。

利用微控制器進(jìn)行系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的過(guò)程可以分為硬件開(kāi)發(fā)和軟件開(kāi)發(fā)。對(duì)于硬件開(kāi)發(fā)部分，開(kāi)發(fā)者需要根據(jù)系統(tǒng)規(guī)格設(shè)計(jì)電路圖并進(jìn)行布線，待通過(guò)各種工具驗(yàn)證后，再根據(jù)設(shè)計(jì)的電路圖采購(gòu)零件然后開(kāi)始制作電路板。與之對(duì)應(yīng)的，在軟件開(kāi)發(fā)中，開(kāi)發(fā)者也需要根據(jù)系統(tǒng)規(guī)格來(lái)實(shí)現(xiàn)。首先需要根據(jù)微控制器所要求的代碼規(guī)范設(shè)計(jì)執(zhí)行編碼，并通過(guò)編譯將其轉(zhuǎn)換成機(jī)器語(yǔ)言，從而可以驅(qū)動(dòng)微控制器進(jìn)行工作。

系統(tǒng)的軟件和硬件部分設(shè)置完成后，就可以開(kāi)始對(duì)系統(tǒng)的軟件和硬件一起進(jìn)行測(cè)試，這個(gè)環(huán)節(jié)被稱為真機(jī)調(diào)試。借助仿真器等必要的工具進(jìn)行調(diào)試并清除bug后，就可以將完整的軟件和硬件進(jìn)行整體的燒錄，這也意味著完成了這個(gè)基于微控制器系統(tǒng)的全部開(kāi)發(fā)過(guò)程，產(chǎn)品可以進(jìn)入后續(xù)的量產(chǎn)階段。

軟件開(kāi)發(fā)

對(duì)微控制器開(kāi)發(fā)而言，硬件部分相對(duì)比較固定，能夠進(jìn)行更多差異化設(shè)定以及發(fā)揮微控制器性能的主要是軟件方面的開(kāi)發(fā)，因此接下來(lái)我們就來(lái)展開(kāi)介紹一下軟件的開(kāi)發(fā)流程。

開(kāi)發(fā)軟件時(shí)，開(kāi)發(fā)者需要使用集成開(kāi)發(fā)環(huán)境和C編譯器進(jìn)行指令的編寫(xiě)和調(diào)試。集成開(kāi)發(fā)環(huán)境集成了編輯器、構(gòu)建管理器、C編譯器、調(diào)試器等工具的功能，是一種在軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中可以無(wú)縫重復(fù)執(zhí)行編碼、編譯和調(diào)試等任務(wù)的軟件工具。C編譯器則是一種用C語(yǔ)言或匯編語(yǔ)言編寫(xiě)源程序，并生成機(jī)器語(yǔ)言目標(biāo)文件的軟件工具。

了解軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境是開(kāi)發(fā)軟件的第一步，之后還要根據(jù)客戶需求通過(guò)編碼、測(cè)試、調(diào)試等一系列操作，完成最后的功能認(rèn)證。

結(jié)合硬件和軟件的測(cè)試

任何系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)都很難一次就成功，因此調(diào)試就成為必不可少的開(kāi)發(fā)步驟。在系統(tǒng)的軟件、硬件開(kāi)發(fā)完成之后，開(kāi)發(fā)者需要通過(guò)在集成開(kāi)發(fā)環(huán)境中運(yùn)行仿真器執(zhí)行對(duì)系統(tǒng)的調(diào)試，這也是我們俗稱的找“bug”環(huán)節(jié)。通常的微控制器調(diào)試是將仿真器和微控制器結(jié)合的部分用電纜連接起來(lái)，對(duì)軟件和硬件進(jìn)行評(píng)估，尋找是否存在問(wèn)題。如果調(diào)試和評(píng)估沒(méi)有發(fā)現(xiàn)程序中有漏洞，則會(huì)將編寫(xiě)該程序的微控制器生產(chǎn)出來(lái)，并開(kāi)始商業(yè)化布局。

在上文中，我們提到了仿真器，這也是開(kāi)發(fā)環(huán)境中或不可缺的關(guān)鍵單元。