嵌入式系統 - 工具與外設
編譯器和彙編器
編譯器
編譯器是一個計算機程式（或一組程式），它將用程式語言（源語言）編寫的原始碼轉換為另一種計算機語言（通常為二進位制格式）。轉換的最常見原因是建立可執行程式。“編譯器”這個名稱主要用於將原始碼從高階程式語言轉換為低階語言（例如，組合語言或機器程式碼）的程式。
交叉編譯器
如果編譯後的程式可以在與編譯該程式的計算機具有不同 CPU 或作業系統的計算機上執行，則該編譯器稱為交叉編譯器。
反編譯器
可以將程式從低階語言翻譯成高階語言的程式稱為反編譯器。
語言轉換器
將用不同高階語言編寫的程式進行轉換的程式通常稱為語言轉換器、源到源轉換器或語言轉換器。
編譯器可能會執行以下操作：
- 預處理
- 語法分析
- 語義分析（語法制導翻譯）
- 程式碼生成
- 程式碼最佳化
彙編器
彙編器是一個程式，它接收基本的計算機指令（稱為組合語言），並將它們轉換為計算機處理器可以用來執行其基本操作的位模式。彙編器透過將彙編指令助記符轉換為操作碼並解析符號名稱到記憶體位置來建立目的碼。組合語言使用助記符來表示每個低階機器操作（操作碼）。
嵌入式系統中的除錯工具
除錯是一個系統化的過程，用於查詢和減少計算機程式或電子硬體中的錯誤數量，以便其按預期工作。當子系統緊密耦合時，除錯很困難，因為一個子系統中的微小變化可能會在另一個子系統中產生錯誤。嵌入式系統中使用的除錯工具在開發時間和除錯功能方面差異很大。我們將在此討論以下除錯工具：
- 模擬器
- 微控制器入門套件
- 模擬器
模擬器
透過在用於程式碼開發的主機計算機上模擬 MCU/系統來測試程式碼。模擬器試圖在軟體中模擬整個微控制器的行為。
模擬器的功能
模擬器執行以下功能：
定義處理器或處理裝置系列及其針對目標系統的各種版本。
在每次單步執行時，監視帶有標籤和符號引數的原始碼部分的詳細資訊。
提供目標系統的 RAM 和模擬埠在每次單步執行時的狀態。
監視系統響應並確定吞吐量。
提供程式計數器內容與處理器暫存器輸出的跟蹤。
提供當前命令的詳細含義。
監視模擬器命令的詳細資訊，因為這些命令是從鍵盤輸入或從選單中選擇。
支援條件（最多 8 個或 16 個或 32 個條件）和無條件斷點。
提供斷點和跟蹤，它們共同構成了重要的測試和除錯工具。
促進內部外設和延遲的同步。
微控制器入門套件
微控制器入門套件包括：
- 硬體板（評估板）
- 線上程式設計器
- 一些軟體工具，如編譯器、彙編器、連結器等。
- 有時，IDE 和編譯器的程式碼大小受限的評估版本。
與模擬器相比，這些套件的一大優勢在於它們可以即時工作，從而可以輕鬆驗證輸入/輸出功能。但是，入門套件完全足夠，並且是開發簡單微控制器專案的最低成本選擇。
模擬器
模擬器是一個硬體套件或軟體程式，或者兩者兼而有之，它在一個計算機系統（主機）中模擬另一個計算機系統（客戶機）的功能，與第一個計算機系統不同，因此模擬的行為與真實系統的行為非常相似（客戶機）。
模擬指的是電子裝置中的計算機程式模擬（模仿）另一個程式或裝置的能力。模擬側重於重新建立原始計算機環境。模擬器能夠與數字物件的真實性保持更緊密的聯絡。模擬器幫助使用者在平臺上以類似於軟體在其原始環境中執行的方式工作於任何型別的應用程式或作業系統。
嵌入式系統中的外設
嵌入式系統透過其外設與外部世界通訊，例如：
- 序列通訊介面（SCI），如 RS-232、RS-422、RS-485 等。
- 同步序列通訊介面，如 I2C、SPI、SSC 和 ESSI
- 通用序列匯流排（USB）
- 多媒體卡（SD 卡、Compact Flash 等）
- 網路，如乙太網、LonWorks 等。
- 現場匯流排，如 CAN 匯流排、LIN 匯流排、PROFIBUS 等。
- 定時器，如 PLL(s)、捕獲/比較和時間處理單元。
- 離散 I/O，也稱為通用輸入/輸出 (GPIO)
- 模數/數模轉換器 (ADC/DAC)
- 除錯，如 JTAG、ISP、ICSP、BDM 埠、BITP 和 DP9 埠
選擇微控制器的標準
在選擇微控制器時，請確保它滿足手頭的任務並且具有成本效益。我們必須檢視 8 位、16 位或 32 位微控制器是否可以最好地處理任務的計算需求。此外，在選擇微控制器時應牢記以下幾點：
速度 - 微控制器可以支援的最高速度是多少？
封裝 - 是 40 引腳 DIP（雙列直插封裝）還是 QFP（四邊扁平封裝）？這在最終產品的空間、組裝和原型設計方面很重要。
功耗 - 對於電池供電的產品，這是一個重要的標準。
晶片上的RAM 和 ROM 容量。
晶片上的I/O 引腳和定時器數量。
單位成本 - 這對於使用微控制器的產品的最終成本很重要。
此外，請確保您擁有微控制器可用的工具，例如編譯器、偵錯程式和彙編器。最重要的是，您應該從可靠的來源購買微控制器。