【微控制器基礎(chǔ)】——完美的軟硬結(jié)合（下）

在上一篇文章中，我們探索了微控制器中的軟件與硬件，并分析了為何微控制器的軟件和硬件相輔相成缺一不可。我們知道，微控制器的硬件在出廠時(shí)是基本已經(jīng)確定的，所以操控微控制器并滿足不同應(yīng)用的需求主要是依靠各種軟件編程來(lái)實(shí)現(xiàn)的。今天芝子就來(lái)為大家介紹各式各樣的編程語(yǔ)言。

數(shù)字化時(shí)代的一個(gè)重要標(biāo)志就是編程語(yǔ)言的出現(xiàn)，編程語(yǔ)言通過(guò)轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制的代碼來(lái)控制整個(gè)電路的運(yùn)算和狀態(tài)呈現(xiàn)，并最終實(shí)現(xiàn)了數(shù)字世界的各種創(chuàng)新應(yīng)用體驗(yàn)。一般來(lái)說(shuō)，最基礎(chǔ)的程序是由二進(jìn)制數(shù)組成的，叫做“機(jī)器語(yǔ)言”，但它是一種人類(lèi)難以處理的語(yǔ)言。為了更好地理解和使用程序，人類(lèi)設(shè)計(jì)并使用了一種易于理解的編程語(yǔ)言，基本的編程語(yǔ)言有匯編語(yǔ)言和C語(yǔ)言。目前，微控制器中使用的編程語(yǔ)言主要是C語(yǔ)言。

微控制器通過(guò)電信號(hào)進(jìn)行操作，只能識(shí)別并輸出二進(jìn)制代碼。而機(jī)器語(yǔ)言將信號(hào)“高和低（即二進(jìn)制數(shù)1和0）”組合在一起，從而讓微控制器“聽(tīng)懂”。但是由于開(kāi)發(fā)者無(wú)法直接理解這種語(yǔ)言，因此要使用C語(yǔ)言或匯編語(yǔ)言來(lái)編寫(xiě)程序，再將基于C語(yǔ)言或匯編語(yǔ)言編寫(xiě)的程序轉(zhuǎn)換為機(jī)器語(yǔ)言，才能達(dá)到操作微控制器的目的。目前每個(gè)微控制器廠商都有一個(gè)將C語(yǔ)言轉(zhuǎn)換為機(jī)器語(yǔ)言的編譯器和一個(gè)將匯編語(yǔ)言轉(zhuǎn)換為機(jī)器語(yǔ)言的匯編器，這些也是微控制器軟硬件中不可缺少的部分。

匯編語(yǔ)言是最貼近機(jī)器語(yǔ)言的一種，它引入了與機(jī)器語(yǔ)言一一對(duì)應(yīng)的符號(hào)字。指令的操作可以用字母和數(shù)字與符號(hào)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，稱為助記符。如下圖的程序?yàn)槔诘谝恍小癓D A，0x55”中，表示0x55數(shù)據(jù)被LD（加載）到A寄存器，即轉(zhuǎn)移。微控制器不同，匯編語(yǔ)言的語(yǔ)法和符號(hào)也不同。因此，在使用不同的微控制器時(shí)，必須學(xué)習(xí)新微控制器的匯編語(yǔ)言。

相比于匯編語(yǔ)言，C語(yǔ)言是一種與人類(lèi)語(yǔ)言密切相關(guān)的編程語(yǔ)言，其程序的指令與英語(yǔ)單詞非常接近。而且，即使微控制器的類(lèi)型不同，C語(yǔ)言的語(yǔ)法也基本相同。因此，在為不同的微控制器編寫(xiě)程序時(shí)，不需要學(xué)習(xí)新的編程語(yǔ)言。關(guān)于C語(yǔ)言，ISO和ANSI共同制定了標(biāo)準(zhǔn)，這就讓C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的程序可以只需要盡可能少的修改就移植到不同的微控制器平臺(tái)上，從而成為最通用的微控制器編程語(yǔ)言。

總之，若想微控制器實(shí)現(xiàn)完美的功能匹配，還需開(kāi)發(fā)者們的“軟硬兼施”。在接下來(lái)的系列文章中，芝子還將為大家輸出更多有關(guān)“微控制器”的相關(guān)知識(shí)，大家不要錯(cuò)過(guò)哦～

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來(lái)源：東芝半導(dǎo)體
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