MICROCHIP MPLAB IDE User Manual

MPLAB

用户指南

IDE

请注意以下有关 Microchip 器件代码保护功能的要点：

•Microchip的产品均达到 Microchip 数据手册中所述的技术指标。

•Microchip确信：在正常使用的情况下， Microchip 系列产品是当今市场上同类产品中最安全的产品之一。

• 目前，仍存在着恶意、甚至是非法破坏代码保护功能的行为。就我们所知，所有这些行为都不是以 Microchip 数据手册中规定的操作规范来使用 Microchip 产品的。这样做的人极可能侵犯了知识产权。

•Microchip愿与那些注重代码完整性的客户合作。

•Microchip或任何其他半导体厂商均无法保证其代码的安全性。代码保护并不意味着我们保证产品是 “牢不可破”的。

代码保护功能处于持续发展中。 Microchip 承诺将不断改进产品的代码保护功能。任何试图破坏 Microchip 代码保护功能的行为均可视为违反了《数字器件千年版权法案（Digital Millennium Copyright Act）》。如果这种行为导致他人在未经授权的情况下，能访问您的软件或其他受版权保护的成果，您有权依据该法案提起诉讼，从而制止这种行为。

提供本文档的中文版本仅为了便于理解。Microchip Technology Inc. 及其分公司和相关公司、各级主管与员工及

事务代理机构对译文中可能存在的任何差错不承担任何责任。建议参考 Microchip Technology Inc. 的英文原版文档。

本出版物中所述的器件应用信息及其他类似内容仅为您提供便利，它们可能由更新之信息所替代。确保应用符合技术规范，是您自身应负的责任。Microchip 对这些信息不作任何明示或暗示、书面或口头、法定或其他形式的声明或担保，包括但不限于针对其使用情况、质量、性能、适销性或特定用途的适用性的声明或担保。 Microchip 对因这些信息及使用这些信息而引起的后果不承担任何责任。未经 Microchip 书面批准，不得将 Microchip 的产品用作生命维持系统中的关键组件。在 Microchip 知识产权保护下，不得暗中或以其他方式转让任何许可证。

商标

Microchip 的名称和徽标组合、 Microchip 徽标、 Accuron、 dsPIC、 K

EELOQ、 microID、 MPLAB、 PIC、 PICmicro、

PICSTART、 PRO MATE、 PowerSmart、 rfPIC 和 SmartShunt 均为 Microchip Technology Inc. 在美国和其他国

家或地区的注册商标。

AmpLab、 FilterLab、 Migratable Memory、 MXDEV、 MXLAB、 PICMASTER、 SEEVAL、 SmartSensor 和 The Embedded Control Solutions Company 均为 Microchip Technology Inc. 在美国的注册商标。

Analog-for-the-Digital Age、 Application Maestro、 dsPICDEM、 dsPICDEM.net、 dsPICworks、 ECAN、 ECONOMONITOR、 FanSense、 FlexROM、 fuzzyLAB、 In-Circuit Serial Programming、 ICSP、 ICEPIC、 Linear

Active Thermistor、 MPASM、 MPLIB、 MPLINK、 MPSIM、 PICkit、 PICDEM、 PICDEM.net、 PICLAB、 PICtail、

PowerCal、 PowerInfo、 PowerMate、 PowerTool、 rfLAB

、

rfPICDEM、 Select Mode、 Smart Serial、 SmartTel、 To ta l Endurance 和 WiperLock 均为 Microchip Technology Inc.在

美国和其他国家或地区的商标。 SQTP 是 Microchip Technology Inc. 在美国的服务标记。

Microchip

州

位单片机、性存储器和模拟产品方面的质量体系流程均符合

16949:2002

系也已通过了

位于美国亚利桑那州

Mountain View

月通过了

ISO/TS-16949:2002

KEELOQ

。此外，

ISO 9001:2000

的全球总部、设计中心和晶圆生产厂均于

跳码器件、串行

Microchip

Chandler和Tem pe

质量体系认证。公司在

EEPROM

在开发系统的设计和生产方面的质量体

认证。

及位于加利福尼亚

PICmicro

、单片机外设、非易失

ISO/TS-

2003

年

MPLAB® IDE

用户指南

前言 ................................................................................................................................. 1

第 1 部分—— MPLAB IDE

第 1 章 MPLAB® IDE 简介

1.1 嵌入式系统简介 .............................................................................................. 9

1.2 开发周期 ....................................................................................................... 14

1.3 项目管理器 ................................................................................................... 15

1.4 语言工具 ....................................................................................................... 16

1.5 目标调试 ....................................................................................................... 17

1.6 器件编程 ....................................................................................................... 18

1.7 MPLAB IDE 组件 .......................................................................................... 18

1.8 MPLAB IDE 文档 .......................................................................................... 19

1.9 MPLAB IDE 在线帮助 ................................................................................... 19

1.10 MPLAB IDE 更新和版本编号 ...................................................................... 22

第 2 章 MPLAB IDE 入门：基础教程

2.1 简介 .............................................................................................................. 23

2.2 MPLAB IDE 的特性和安装 ............................................................................ 24

2.3 教程概述 ....................................................................................................... 25

2.4 选择器件 ....................................................................................................... 27

2.5 创建项目 ....................................................................................................... 29

2.6 设置语言工具 ................................................................................................ 30

2.7 为项目命名 ................................................................................................... 31

2.8 将文件添加到项目中 ..................................................................................... 32

2.9 编译项目 ....................................................................................................... 34

2.10 创建代码 ..................................................................................................... 35

2.11 再次编译项目 .............................................................................................. 38

2.12 使用软件模拟器测试代码 ............................................................................ 39

2.13 教程总结 ..................................................................................................... 45

第 3 章步骤和教程

3.1 简介 .............................................................................................................. 47

3.2 选择器件 ....................................................................................................... 48

3.3 设置配置位 ................................................................................................... 48

3.4 使用编辑器创建源代码 ................................................................................. 49

3.5 创建新项目 ................................................................................................... 50

3.6 使用项目向导 ................................................................................................ 50

3.7 设置语言工具包 ............................................................................................ 50

MPLAB® IDE 用户指南

3.8 为新项目命名和定位 ..................................................................................... 51

3.9 添加文件 ....................................................................................................... 51

3.10 完成项目 ..................................................................................................... 52

3.11 查看项目窗口 .............................................................................................. 52

3.12 设置编译选项 .............................................................................................. 53

3.13 编译项目 ..................................................................................................... 53

3.14 选择调试器 ................................................................................................. 54

3.15 运行代码 ..................................................................................................... 55

3.16 查看 Debug 窗口 ........................................................................................ 55

3.17 使用 Watch 窗口 ......................................................................................... 56

3.18 使用断点 ..................................................................................................... 57

3.19 选择编程器 ................................................................................................. 58

3.20 对器件进行编程 .......................................................................................... 59

3.21 使用 Microchip 帮助 .................................................................................... 59

第 4 章项目和工作区

4.1 简介 .............................................................................................................. 61

4.2 使用项目向导 ................................................................................................ 62

4.3 创建 / 更新任何项目 ...................................................................................... 63

4.4 设置项目结构——相关路径 .......................................................................... 64

4.5 项目文件夹和文件 ........................................................................................ 65

4.6 使用版本控制系统（VCS） .......................................................................... 65

4.7 设置 / 更改项目 ............................................................................................. 68

4.8 使用单个项目和工作区 ................................................................................. 71

4.9 在单个工作区中使用多个项目 ...................................................................... 71

4.10 编译无需项目的应用程序 ............................................................................ 73

第 5 章集成工具

5.1 简介 .............................................................................................................. 75

5.2 语言工具包 ................................................................................................... 75

5.3 Microchip 语言工具 ....................................................................................... 77

5.4 第三方语言工具 ............................................................................................ 79

5.5 编辑器 .......................................................................................................... 81

5.6 软件模拟器 ................................................................................................... 81

5.7 在线仿真器 ................................................................................................... 81

5.8 在线调试器 ................................................................................................... 82

5.9 编程器 .......................................................................................................... 82

5.10 第三方工具 ................................................................................................. 82

第 6 章 MPLAB IDE 疑难解答

6.1 简介 .............................................................................................................. 83

6.2 常见问题 /FAQ .............................................................................................. 83

6.3 错误消息 ....................................................................................................... 85

6.4 限制 .............................................................................................................. 85

第 2 部分—— MPLAB IDE 使用参考

第 7 章 MPLAB IDE 界面

7.1 简介 .............................................................................................................. 89

7.2 MPLAB IDE 菜单栏 ...................................................................................... 89

7.3 MPLAB IDE 工具栏 ....................................................................................... 97

7.4 MPLAB IDE 状态栏 ...................................................................................... 99

第 8 章 MPLAB IDE 窗口

8.1 简介 ............................................................................................................ 101

8.2 更改窗口数据和属性 ................................................................................... 102

8.3 代码显示窗口中的符号 ............................................................................... 103

8.4 项目窗口 ..................................................................................................... 104

8.5 Output 窗口 ................................................................................................. 107

8.6 Disassembly Listing 窗口 ............................................................................ 108

8.7 Hardware Stack 窗口 .................................................................................. 108

8.8 Program Memory 窗口 ............................................................................... 110

8.9 File Registers 窗口 ..................................................................................... 113

8.10 EEPROM 窗口 .......................................................................................... 115

8.11 LCD Pixel 窗口 ......................................................................................... 116

8.12 Watch 窗口 ............................................................................................... 118

8.13 Special Function Registers 窗口 .............................................................. 121

8.14 Trace Memory 窗口 .................................................................................. 123

8.15 Configuration Bits 窗口 ............................................................................. 125

8.16 文件（编辑器）窗口 ................................................................................ 126

第 9 章 MPLAB IDE 对话框

9.1 简介 ............................................................................................................ 129

9.2 About MPLAB IDE 对话框 .......................................................................... 130

9.3 Add Watch 对话框 ...................................................................................... 130

9.4 Breakpoints 对话框 ..................................................................................... 131

9.5 Build Options 对话框 .................................................................................. 132

9.6 Export Hex File 对话框 ............................................................................... 133

9.7 External Memory Setting 对话框 ................................................................ 133

9.8 File Management 对话框 ............................................................................ 134

9.9 Fill Memory/Registers 对话框 ..................................................................... 135

9.10 Find In Project Files 对话框 ...................................................................... 135

9.11 Find and Replace 对话框 .......................................................................... 135

9.12 Help Topics 对话框 ................................................................................... 136

9.13 Import 对话框 ........................................................................................... 136

9.14 New Project 对话框 .................................................................................. 136

9.15 Project-Display Preferences 对话框 ......................................................... 137

9.16 Project Wizard 对话框 .............................................................................. 137

9.17 Properties 对话框 ..................................................................................... 137

9.18 Save Project As 对话框 ............................................................................ 138

MPLAB® IDE 用户指南

9.19 Select Device 对话框 ................................................................................ 139

9.20 Select Language Toolsuite 对话框 ........................................................... 139

9.21 Set Language Tool Location 对话框 ......................................................... 139

9.22 Settings 对话框 ........................................................................................ 140

9.23 Table Setup 对话框 .................................................................................. 143

9.24 User ID Memory 对话框 ........................................................................... 143

9.25 Version-Control 对话框 ............................................................................. 144

9.26 Watch 对话框 ........................................................................................... 145

第 10 章 MPLAB IDE 操作参考

10.1 简介 .......................................................................................................... 147

10.2 命令行选项 ............................................................................................... 147

10.3 MPLAB IDE 所使用的文件 ........................................................................ 147

10.4 保存的信息 ............................................................................................... 148

第 3 部分—— MPLAB 编辑器

第 11 章使用编辑器

11.1 简介 .......................................................................................................... 151

11.2 配置编辑器 ............................................................................................... 152

11.3 文件处理 ................................................................................................... 154

11.4 文本处理 ................................................................................................... 156

11.5 使用调试功能 ............................................................................................ 161

11.6 键盘功能 ................................................................................................... 162

11.7 编辑器疑难解答 ........................................................................................ 164

第 4 部分—— MPLAB SIM

第 12 章软件模拟器概述

12.1 简介 .......................................................................................................... 167

12.2 软件模拟器功能 ........................................................................................ 167

12.3 软件模拟器模型—— PICmicro MCU ........................................................ 167

12.4 软件模拟器模型——dsPIC DSC .............................................................. 177

12.5 软件模拟器执行 ........................................................................................ 178

第 13 章 MPLAB SIM 入门

13.1 简介 .......................................................................................................... 181

13.2 使用跑表 ................................................................................................... 181

13.3 使用激励 ................................................................................................... 181

13.4 使用软件模拟器跟踪 ................................................................................. 182

13.5 使用外部存储器 ........................................................................................ 182

第 14 章使用激励

14.1 简介 .......................................................................................................... 187

14.2 SCL Generator 对话框 ............................................................................. 187

14.3 Stimulus Controller 对话框 ....................................................................... 194

14.4 激励输入相互作用 .................................................................................... 195

第 15 章使用激励—— PIC17 器件

15.1 简介 .......................................................................................................... 197

15.2 使用引脚激励 ............................................................................................ 197

15.3 使用文件激励 ............................................................................................ 200

第 16 章软件模拟器疑难解答

16.1 简介 .......................................................................................................... 205

16.2 常见问题 /FAQ .......................................................................................... 205

16.3 限制 .......................................................................................................... 206

第 17 章软件模拟器使用参考

17.1 简介 .......................................................................................................... 207

17.2 调试功能 ................................................................................................... 207

17.3 Settings 对话框 ......................................................................................... 208

17.4 Settings 对话框——PIC17 器件 ............................................................... 210

词汇表 ......................................................................................................................... 213

索引 ............................................................................................................................. 227

全球销售及服务网点 .................................................................................................... 232

MPLAB® IDE 用户指南

注：

MPLAB® IDE

用户指南

前言

客户须知

所有文档均会更新，本手册也不例外。 Microchip 的工具和文档都在不断演变以满足客户的需求，因此在实际使用中某些对话框和 / 或工具的说明可能与本文档所述之内容有所不同。请访问我们的网站（www.microchip.com）获取最新的可用文档。

文档均标记有 “DS”编号。该编号出现在每页底部的页码之前。 DS 编号的命名约定为

“DSXXXXXA”，其中 “XXXXX”为文档编号，“A”为文档版本。

欲了解开发工具的最新信息，请参阅 MPLAB 择 Topics （主题），打开现有的在线帮助文件列表。

简介

本章包含在使用 MPLAB IDE 前需要了解的一般信息。本章中讨论的内容包括：

• 文档编排

• 本指南中使用的约定

• 推荐读物

• Microchip 网站

• 开发系统客户变更通知服务

• 客户支持

IDE 在线帮助。在 Help （帮助）菜单选

文档编排

本文档说明了使用 MPLAB IDE 开发固件的方法。本手册的内容编排如下：第 1 部分——MPLAB IDE

• 第 1 章： MPLAB IDE 简介——讲述了 MPLAB IDE 及其如何帮助开发应用程序。

• 第 2 章： MPLAB IDE 入门：基本教程——讲述了 MPLAB IDE v6.xx 软件的安装

方法以及如何使用该软件开发示例应用程序。

• 第 3 章：步骤和教程——逐一介绍了使用 MPLAB IDE 开发应用程序的必要步骤。每一步均给出了示例。

• 第 4 章：项目和工作区——讲述了 MPLAB 的项目和工作区在应用程序开发过程中的使用。包括关于项目向导（Project Wizard）、版本控制系统和项目及单文件和多文件项目的信息。

MPLAB® IDE 用户指南

• 第 5 章：集成工具——讲述了在 MPLAB IDE 中可使用的语言工具（汇编器和编

译器）、软件工具和硬件工具。

• 第 6 章：疑难解答——讲述了在 MPLAB IDE 操作中的常见问题及解决方法。第 2 部分——MPLAB IDE 使用参考

• 第 7 章： MPLAB IDE 界面——讲述了 MPLAB IDE 的界面，包括菜单栏、工具栏和状态栏。

• 第 8 章： MPLAB IDE 窗口——讲述了所有的 MPLAB IDE 窗口。包括窗口中符号的定义。

• 第 9 章： MPLAB IDE 对话框——讲述了所有的 MPLAB IDE 对话框。

• 第 10 章： MPLAB IDE 操作参考——讲述了关于命令行选项、快捷（热）键、

MPLAB IDE 使用的文件的综合信息以及可移植性信息。

第 3 部分——MPLAB 编辑器

• 第 11 章：使用编辑器——讲述了 MPLAB 编辑器的使用方法。包括文本处理、配置编辑器、对文件和文本进行操作。本章还提供了其他补充信息，包括键盘功能、编辑器上下文相关（鼠标右键）菜单和疑难解答。

第 4 部分——MPLAB SIM

• 第 12 章：软件模拟器概述——MPLAB SIM 软件模拟器的概述。本章讨论了软件模拟器的功能、模型和执行。

• 第 13 章： MPLAB SIM 入门——讲述了 MPLAB SIM 的初级使用。本章建议了可参考的教程并讨论了软件模拟器的功能。

• 第 14 章：使用激励——讲述了如何对大多数 PICmicro 单片机（MCU）和 dsPIC 数字信号控制器（Digital Signal Controller， DSC）使用软件模拟器激励。讨论了使用 SCL 发生器创建激励的方式和激励控制。

• 第 15 章：使用激励——PIC17 器件——详细说明了如何对 PIC17CXXX MCU 器件使用软件模拟器激励。讨论了引脚激励和文件激励。

• 第 16 章：软件模拟器疑难解答——讲述了 MPLAB SIM 操作中的常见问题及解决方法。

• 第 17 章：软件模拟器使用参考——详细说明了在使用软件模拟器调试应用程序的过程中可使用的功能。

本指南中使用的约定

本文档可能采用了以下约定：

文档约定

Arial 字体：斜体字符参考书目 MPLAB IDE

首字母大写窗口 Output （输出）窗口

引用窗口或对话框中的域名 “Save project before build” 带右尖括号有下划线的斜体文字菜单路径

粗体字对话框按钮单击 OK

‘bnnnn 二进制数，其中 n 是一个数字 ‘b00100, ‘b10

尖括号 < > 括起的文字键盘上的按键按下 <Enter> 或 <F1> Courier 字体：常规 Courier 源代码示例

斜体 Courier 可变参数 file.o，其中 file 可以是任

0xnnnn

方括号 [ ] 可选参数 mcc18 [ 选项 ] file [ 选项 ] 花括号和竖线：{ | } 选择互斥参数； “或”选择省略号 ... 替换重复文本

说明表示示例

用户指南

需强调的文字 ...

对话框 Settings （设置）对话框菜单选项选择 Enable Programmer

选项卡单击 Power 选项卡

文件名文件路径关键字命令行选项位值

十六进制数，其中 n 是一个十六进制数字

表示由用户提供的代码

仅有

的编译器 ...

（使能编程器）

File>Save

#define START

autoexec.bat

c:\mcc18\h

_asm, _endasm, static

-Opa+, -Opa-

0, 1

一有效文件名

0xFFFF, 0x007A

errorlevel {0|1}

var_name [, var_name...]

void main (void) { ... }

前言

MPLAB® IDE 用户指南

推荐读物

本文档介绍了使用 MPLAB IDE 的方法。下面列出了其他有用的文档。这些 Microchip 文档均已提供，建议作为补充参考资料使用。

MPLAB IDE 的自述文件（Readme）如需了解使用 MPLAB IDE 的最新信息，请阅读 “Readme for MPLAB IDE.txt”

文件（ASCII 文本文件），该文件位于 MPLAB IDE 安装目录的 Readmes 子目录下。自述文件包含了本文档中可能未提供的更新信息和已知问题。

自述文件有关使用其他工具的最新信息，请参阅与工具相关的自述文件，文件位于 MPLAB IDE

安装目录的 Readmes 子目录下。自述文件包含了本文档中可能未提供的更新信息和已知问题。

在线帮助文件在线帮助提供了全面的 MPLAB IDE、 MPLAB 编辑器和 MPLAB SIM 软件模拟器的帮

助文档。包括教程、功能说明和参考资料。 PICmicro 数据手册和系列参考手册请访问 Microchip 网站以获取器件数据手册和相关器件系列参考手册的完整的已更新版

本。 dsPIC30F Family Overview （DS70043） dsPIC30F 器件及其架构的概述。 dsPIC30F Programmer's Reference Manual （DS70030）该文档提供了有关 dsPIC30F 器件编程的一般信息，此外还提供了完整的指令集列表。

MICROCHIP 网站

Microchip 网站（www.microchip.com）为客户提供在线支持。客户可通过该网站方便地获取文件和信息。只要使用常用的因特网浏览器即可访问，网站提供以下信息：

• 产品支持——数据手册和勘误表、应用笔记和范例程序、设计资源、用户指南和硬件支持文档、最新软件版本以及归档软件。

• 常规技术支持——常见问题（Frequently Asked Questions， FAQ）、技术支持请求、在线讨论组和 Microchip 顾问计划成员名单。

• Microchip 的业务范围——产品选型和订购指南、最新 Microchip 新闻稿、研讨会和活动安排表、 Microchip 销售办事处、代理商以及工厂代表处列表。

开发系统客户变更通知服务

Microchip 的客户通知服务有助于客户了解 Microchip 产品的最新信息。注册客户可在他们感兴趣的某个产品系列或开发工具发生变更、更新、发布新版本或勘误表时，收到电子邮件通知。

欲要注册，请登录 Microchip 网站 www.microchip.com，点击 “客户变更通知”服务并按照注册说明完成注册。

开发系统产品分类如下：

• 编译器——Microchip C 编译器及其他语言工具的最新信息。包括 MPLAB C17、 MPLAB C18 和 MPLAB C30 C 编译器； MPASM™ 和 MPLAB ASM30 汇编器； MPLINK™ 和 MPLAB LINK30 目标链接器，以及 MPLIB™ 和 MPLAB LIB30 目标

库管理器。

• 仿真器——Microchip 在线仿真器的最新信息。包括 MPLAB ICE 2000 和 MPLAB ICE 4000。

• 在线调试器——Microchip 在线调试器 MPLAB ICD 2 的最新信息。

• MPLAB IDE——Microchip 开发系统工具的 Windows

的最新信息。主要针对 MPLAB IDE、 MPLAB SIM 软件模拟器、MPLAB IDE 项目管理器以及一般编辑和调试功能。

• 编程器——Microchip 编程器的最新信息。包括 MPLAB PM3 和 PRO MATE 件编程器以及 PICSTAR

Plus 开发编程器。

集成开发环境 MPLAB IDE

前言

II 器

客户支持

Microchip 产品的用户可以通过以下渠道获取帮助：

• 代理商或代表

• 当地销售办事处

• 应用工程师（FAE）

• 技术支持

• 开发系统信息热线

用户应联系代理商、代表处或应用工程师（FAE）获取支持。当地销售办事处也可为用户提供帮助。本文档后附有销售办事处及其地址的列表。

也可通过 http://support.microchip.com 网站获取技术支持。

MPLAB® IDE 用户指南

注：

MPLAB® IDE

用户指南

第 1 部分——MPLAB IDE

第 1 章 MPLAB® IDE 简介 .............................................................................................. 9

第 2 章 MPLAB IDE 入门 : 基本教程 ............................................................................. 23

第 3 章步骤和教程 ........................................................................................................ 47

第 4 章项目和工作区 ..................................................................................................... 61

第 5 章集成工具 ............................................................................................................ 75

第 6 章 MPLAB IDE 疑难解答 ....................................................................................... 83

MPLAB® IDE 用户指南

注：

1.1 嵌入式系统简介

MPLAB IDE 是一种在 PC 机上运行的软件，用来为 Microchip 单片机开发应用程序。由于它提供了一种单一的集成环境来为嵌入式单片机开发程序代码，因此被称为集成开发环境或 IDE。经验丰富的嵌入式系统设计人员可以跳过这部分而直接转至第 1.7 节 “MPLAB IDE 的组件 ”。在此还建议浏览第 1.9 节 “MPLAB IDE 在线帮助 ” 和第 1.10 节 “MPLAB IDE 更新和版本编号 ” 。本章的其余部分简要地介绍了嵌入式系统开发以及使用 MPLAB IDE 的方法。

1.1.1 “嵌入式系统”说明

嵌入式系统通常为一种利用小型单片机（如 Microchip PICmicro 字信号控制器（DSC））功能的设计。这种单片机将微处理器（类似于台式计算机中的 CPU）与某些称为 “外设”的附加电路相结合，加上同一芯片上的其他电路就构成了一个需要极少其他外部器件的小型控制模块。这种单一的器件可以被嵌入到其他电子和机械设备中，以实现低成本的数字控制。

1.1.2 嵌入式控制器和 PC 机之间的区别

第 1 章 MPLAB® IDE 简介

MPLAB® IDE

用户指南

MCU 或 dsPIC® 数

嵌入式控制器与 PC 机之间的主要区别在于：嵌入式控制器专用于某项特定任务，或某类特定任务。而 PC 机则设计为能够运行多种不同类型的程序，并能够连接到多种不同的外部设备。嵌入式控制器只有一个程序，因此成本低廉，只要能够保证处理专项任务所需的计算能力和硬件即可。而 PC 机的核心具有比较昂贵的通用中央处理单元（CPU），它还包含了很多其他外部设备（内存、磁盘驱动器、视频控制器和网络接口电路等）。嵌入式系统具有低成本的智能型微控制器单元（MCU），在同一芯片上还有很多外设电路而外部设备则相对较少。通常，嵌入式系统属于隐藏部件，或者是其他产品的子模块，如电池式钻孔机、冰箱或车库开门器。此类产品中的控制器只执行整个设备的一小部分功能。控制器给这些设备中的关键子系统增添了低成本的智能。

举例来说，烟雾检测器就是一种嵌入式系统。它的功能是检测传感器输出的信号，如果信号表示有烟雾存在，则发出警报。可以使烟雾检测器中的小程序执行无限循环，不停地对烟雾传感器输出的信号进行采样，也可以使烟雾检测器处于低功耗的 “休眠”模式，由传感器的输出信号将它唤醒。唤醒后烟雾检测器中的小程序就会发出警报。该程序可能还具有一些其他功能，如用户测试功能和电池欠压报警。虽然配备传感器和音频输出设备的 PC 机通过编程也可以实现上述功能，但这并不是一种节约成本的解决方案（而且它也不可能在 9 伏的电压下以无人照管方式常年运作！）。嵌入式设计使用廉价的单片机，为我们的日常生活环境提供智能化处理，如烟雾检测器、相机、手机、家用电器、汽车、智能卡以及安防系统。

MPLAB® IDE 用户指南

1.1.3 单片机的组件

PICmicro MCU 具有用于储存固件或编码指令的程序存储器，以运行程序。它还具有

“文件寄存器”存储器，用来储存程序计算或临时数据所需的变量。单片机芯片本身还

具有很多外围设备。其中某些外设被称为 I/O 端口。 I/O 端口是单片机上的引脚，可以将其驱动为高电平或低电平以发送信号、闪烁指示灯或驱动扬声器——发送任何能够通过线路传输的信息。这些引脚通常为双向引脚，可以配置为输入，以使程序能够对外部开关或传感器作出响应，或是与某些外部器件通信。

图 1-1：

地址锁存器

程序

存储器

数据锁存器

PICmicro® MCU

表指针 <2 1>

递增 / 递减逻辑

PCLATU

PCU

程序计数器

31 级堆栈

表锁存器

PCLATH

PCH PCL

ROM 锁存器

数据手册——框图（摘录）

数据总线 <8>

数据锁存器

BSR

译码器

数据 RAM

地址锁存器

地址 <12>

12 4

FSR0 FSR1 FSR2

递增 / 递减

逻辑

Bank0，F

端口 A

端口 B

端口 C

RA0/AN0 RA1/AN1 RA2/AN2/VREFRA3/AN3/VREF+ RA4/T0CKI RA5/AN4/LVDIN RA6

RB0/INT0 RB1/INT1 RB2/INT2 RB3/INT3 RB4/KBI0 RB5/KBI1/PGM RB6/KBI2/PGC RB7/KBI3/PGD

RC0/T1OSO/T13CKI RC1/T1OSI/CCP2 RC2/CCP1 RC3/SCK/SCL RC4/SDI/SDA RC5/SDO RC6/TX1/CK1 RC7/RX1/DT1

为了设计这种系统，必须确定应用需要哪些外设。模数转换器允许单片机连接到传感器并接收变化的电平。串行通信外设可以通过线缆以串行方式与另一台单片机、局域网或因特网通信。 PICmicro MCU 上称为定时器的外设可以精确的检测信号事件并生成和捕捉通信信号以及输出精确的波形，甚至可以在单片机挂起或因电源故障或硬件故障导致单片机工作异常时自动将其复位。其他外设可以检测外部电源是否降到了危险电平之下，以便让单片机能够及时存储重要信息，从而在完全掉电之前安全关闭。

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应该使用哪种 PICmicro MCU 在很大程度上取决于运行应用程序所需的外设和存储器大小。其他因素可能包括单片机的功耗及其 “外形因素”，即安装到目标设计中的物理封装尺寸和特性。

图 1-2： PICmicro 器件封装

引脚数 =n1

DD1

1.1.4 使用 MPLAB IDE 实现嵌入式系统设计

嵌入式控制器开发系统是在台式计算机上运行的程序系统，它有助于编写、编辑和调试程序代码（嵌入式系统应用的灵魂），并将其烧写到单片机中。 MPLAB IDE 在 PC 机上运行，包含设计和部署嵌入式系统应用所需的全部组件。

开发嵌入式控制器应用的典型任务有：

1. 创建高端设计。根据所需的功能和性能，决定最适用于应用的 PICmicro 或

dsPIC 器件，然后设计相关的硬件电路。在决定由哪些外设和引脚控制硬件之

后，编写固件（控制嵌入式应用中的硬件的软件）。可以使用语言工具编写和编辑代码，这些语言工具如汇编器（可以直接将汇编代码转换为机器码）或编译器（允许使用更通用的语言创建程序）。汇编器和编译器允许使用功能标号来标识代码子程序，变量名可与其用途相关联，并采用有助于在可维护的结构中组织代码的程序结构，从而使代码易于理解。

CH x 45

（F）

图 1-3： PICmicro MCU 数据手册——时序（摘录）

Q3Q2Q1Q4Q3Q2

Q4 Q1

T1OSI

OSC1

内部系统时钟

SCS (OSCCON<0>)

程序计数器

TOSC

TDLY

TT1P

21 34 5678

TSCS

PC+2PC

Q2 Q3 Q4 Q1

PC+4

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图 1-4： PICmicro MCU 数据手册——指令（摘录）

2. 使用汇编器和 / 或编译器以及链接器汇编、编译和链接软件以将您的代码转换为 “0 和 1 序列”——可被 PICmicro MCU 识别的机器码。机器码最终将变为固件（编程到单片机中的代码）。

3. 测试代码。通常，复杂的程序不一定会按照预期运行，要得到正确的结果，还需

要除去设计中的 “错误”（bug）。您可以通过调试器观察与所编写的带有符号和函数名的源代码相对应的机器码中 “0 和 1 序列”的执行。在调试过程中，您可以测试代码以观察变量在程序执行过程中各个点的值、进行 “what if” 检查、更改变量值和单步调试程序。

4. 将代码 “烧写”到单片机中，验证其在最终的应用中是否能正确执行。

当然，其中的每个步骤都可能非常复杂。重要的是必须关注设计中的细节，并依靠

MPLAB IDE 及其组件来完成每个步骤，这样就不会不断地将时间浪费在学习上。

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虽然可使用 MPLAB IDE 对电路和代码进行建模，以便做出关键的设计决定，步骤 1 仍需由设计人员完成。

MPLAB IDE 真正起帮助作用的是在步骤 2 到步骤 5。它的程序编辑器有助于使用选定的语言工具编写正确的代码。编辑器可以识别汇编器和编译器的编程语法结构，从而自动将源代码以不同颜色区分，这有助于确保代码在语法上的正确性。项目管理器有助于组织应用程序中使用的各种文件：源文件、处理器描述头文件以及库文件。编译了代码之后，您还可以控制编译器以何种程度优化代码大小或执行速度，以及将在器件中的哪些部分存储各个变量及程序数据。您也可以指定 “存储器模型”以使您的应用能最佳地利用单片机的存储器。如果在编译应用程序时语言工具报错，则会显示出错的行，双击它即可转到对应的源文件，以便立即编辑。编辑后，可以按 “build”

（编译）按钮再次尝试。由于要编写和测试很多子程序段，因此复杂的代码通常会经过

许多次这样的编写—编译—修正过程。 MPLAB IDE 会以最快的速度执行这一过程，从而使您能够尽快转入下一个步骤。

代码编译没有错误之后，还需要对其进行测试。 MPLAB IDE 具有称为“调试器”的组件和免费的软件模拟器，以帮助所有的 PICmicro 和 dsPIC 器件测试代码。即使当硬件还没有完成时，您也可以使用软件模拟器开始测试代码。软件模拟器就是一种模拟单片机执行的软件。软件模拟器可以接收模拟输入（激励信号），以便模拟固件对外部信号的响应。软件模拟器可以测试代码执行时间、单步调试代码以观察变量和外设，并跟踪代码以生成详细的程序运行记录。

一旦硬件进入样机阶段，就可以使用诸如 MPLAB ICE 或 MPLAB ICD 2 的硬件调试器了。这些调试器在实际的应用上实时运行代码。 MPLAB ICE 实际上取代了目标板上的单片机，它使用高速仿真头对设计中的硬件进行完全控制。 MPLAB ICD 2 则使用在许多带有闪存程序存储器的 Microchip MCU 中内置的特殊电路，并且能 “检查”目标单片机中的程序和数据存储器。 MPLAB ICD 2 可以停止和开始执行程序，使您可以直接使用应用板上的单片机测试代码。

应用程序正确运行之后，就可以使用某一 Microchip 器件编程器来对单片机编程了，如 PICSTART Plus 或 MPLAB PM3。这些编程器可以验证将要执行的最终代码和所设计的是否一致。 MPLAB IDE 支持大多数 PICmicro MCU 和所有的 dsPIC 数字信号控制器。

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1.2 开发周期

编写应用程序的过程通常被称为开发周期——因为第一次就可以完成从设计到实现的所有步骤而不出任何差错是很少的。通常，编写代码之后要进行测试和修改才能生成正确执行的应用程序。集成开发环境让嵌入式系统设计工程师能够顺利完成这种开发周期，而不会因为要在各种工具之间切换而分心。使用 MPLAB IDE，所有功能都集成在一起，工程师就可以专心完成应用程序，而不会因为要切换不同的工具和操作模式而中断开发。

图 1-5：设计周期

编译 / 汇编 /

链接代码

编辑 / 创建 / 设计

源代码

IDE 就是一种 “包装器”（wrapper），它协调同一图形用户界面的所有工具——这一过程通常是自动完成的。例如，一旦代码编写完成，就可以将其转换为可执行指令，并下载到单片机中观察它的运行。这一过程需要多种工具：编写代码的编辑器、管理文件及设置的项目管理器、将源代码转换为机器码的编译器或汇编器，以及多种连接到目标单片机的硬件或用来模拟单片机运行的软件。

将代码下载

到调试器

分析 / 调试

代码

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1.3 项目管理器

“链接在一起”）。从汇编、编译到链接的整个操作过程被称为项目 “build”。使用

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项目管理器管理要编辑的文件和其他相关文件，以便将这些文件送至语言工具进行汇编或编译，并最终送至链接器。链接器的任务是将来自汇编器、编译器和库的目标代码片段存放到嵌入式控制器的恰当存储区，并确保各个模块之间可以相互协调（或

MPLAB 项目管理器，每个文件可以根据需要调用不同的语言工具。并且编译过程会将所有的语言工具操作集成到一起。

图 1-6： MPLAB 项目管理器

源文件

MPLAB

项目

各编译

选项

汇编器

编译器

调试文件

链接描述文件

链接器

可执行

源文件是遵从汇编器或编译器规则编写的文本文件。汇编器和编译器将源文件转换为中间模块机器码和占位符，以作为函数和数据存储的参考。链接器解析这些占位符，并将所有模块合并为一个可执行的机器码文件。链接器还会生成一个调试文件，允许 MPLAB IDE 将正在执行的机器码与源文件相关联。

文本编辑器用于编写代码。这不是普通的文本编辑器，而是专门为编写 Microchip MCU 的代码而设计的编辑器。它可以识别文本中的语法结构，并采用彩色编码来区分各种元素，如指令助记符、 C 语言结构和注释。编辑器支持编写源代码常用的操作，如查找 C 语言中的匹配花括号、注释和取消注释代码段、查找多个文件中的文本以及添加特殊书签等。编写好代码之后，编辑器可以配合其他工具，显示调试器中代码的执行。编辑器中可以设置断点，而且将鼠标指针悬停在变量名上方还可以查看变量的值。可以将源代码窗口中的变量名拖拽到 Watch （观察）窗口中。

管理器

目标

文件库

文件

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1.4 语言工具

语言工具就是诸如交叉汇编器和交叉编译器的程序。大多数人都比较熟悉在 PC 机上运行的语言工具，比如 Visual Basic 或 C 编译器。当使用嵌入式系统的语言工具时，就会使用 “交叉汇编器”或 “交叉编译器”。这些工具与常见编译器的区别在于，它们在 PC 机上运行，但生成的代码却在其他微处理器（单片机）上运行，即它们为单片机交叉编译代码，单片机使用与 PC 机完全不同的指令集。

语言工具还会生成调试文件， MPLAB IDE 使用这个文件将机器指令和存储单元与源代码相关联。这种集成让 MPLAB 编辑器能够设置断点，允许在 watch 窗口中查看变量的内容，并允许您单步调试源代码，观察应用程序的执行。

嵌入式系统语言工具与在 PC 机上运行和执行的编译器还有一点不同，那就是对空间非常敏感。生成的代码量越小越好，因为这样可以尽可能的减少目标对存储器的占用，从而降低成本。这就意味着需要一种使用特定于机器的知识来优化和增强代码的技术。对于 PC 机，复杂程度适中的程序通常就会大到数兆字节。而简单的嵌入式系统程序则可以小至几千字节，甚至更小。中等规模的嵌入式系统可能需要 32K 或 64K 的代码，以实现相对复杂的功能。某些嵌入式系统会使用数兆字节的空间，以存储大型表、用户文本消息或数据日志。

图 1-7：编译器将源代码转换为机器指令

int main(void) { counter = 1 ; TRISB = 0 ; while (input1 = 0) { PORTB = count ; counter++ ; } }

Compiler

编译器

011 01111 10001010 11001101 10100001 00110011 01011101 00110001 11100101

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1.5 目标调试

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在开发环境中，代码的执行是在调试器中测试的。调试器可以是软件程序，用来模拟单片机的操作以便进行测试，也可以是特殊的仪器，用来分析在应用程序中执行的代码。

MPLAB IDE 中内置了软件模拟器，因此不需要任何其他硬件就可以对程序进行测试。软件模拟器是一种软件调试器，软件模拟器的调试功能与硬件调试器的功能几乎完全相同，学习起来非常容易。由于软件模拟器使用 PC 机中的 CPU 来模拟单片机的操作，因此它通常比实际单片机运行得要慢一些。 MPLAB IDE 为所有的 PICmicro 和 dsPIC 处理器提供了许多软件模拟器。

在 MPLAB IDE 中，您可以使用两种类型的硬件：编程器和硬件调试器。编程器直接将机器码从 PC 机传送到目标单片机的片内存储器中。然后就可以将单片机插入到应用中了，并希望单片机中的程序能够按设计运行。

但是，代码通常都不会完全按照预期运行，设计人员需要检查代码及其在应用中的运行状况，以决定如何修改源代码，使之能够按预期运行。这个过程被称为调试。如前所述，软件模拟器可以用于测试代码的运行，但是一旦向单片机烧写了固件，就由软件模拟器之外的很多因素发挥作用了。仅使用编程器，虽然可以更改代码，并将其重新烧写到单片机，然后插入目标进行重新测试，但如果代码比较复杂，这个过程就非常费时费力，而且很难弄清楚硬件中究竟发生了什么问题。

在这种情况下，硬件调试器就非常有用了。硬件调试器可以是在线仿真器，它使用专用硬件来代替实际的目标单片机。它也可以是在线调试器，使用具有特殊内置调试功能的单片机。硬件调试器和软件模拟器一样，允许设计人员检查当代码执行到各个点时的变量，单步调试程序以检查硬件与专用电路交互时的指令。

在项目设计周期的末期，调试通常会变得紧迫。随着交付期的临近，让应用程序按最初设计运行是部署产品之前的最后一步，这通常是使产品交付延期的最大因素。这就是集成开发环境最重要之处。调试和修改代码、重新编译、下载和测试——所有都需要时间。在一个环境中使用所有工具可以减少该 “周期”的时间。能否在最后这几个步骤中找出关键错误对嵌入式系统设计人员是一种考验。使用正确的工具可以节省时间。使用 MPLAB IDE 可以选择多种工具，不过这些工具的界面都是类似的，因此从软件模拟器到低成本的在线调试器再到强大的在线仿真器的学习过程也会比较简单。

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1.6 对器件编程

应用程序经过调试并在开发环境中运行后，还需要对其进行测试。可以使用在线调试器或器件编程器对器件进行编程。 MPLAB IDE 可以设置为编程器功能，从而为器件烧写程序。目标应用程序现在可视为接近完成的状态。样机开发编程器可以快速制作和评估样机。某些应用程序可以在器件焊接到目标板上之后进行编程。使用在线串行编程（In-Circuit Serial Programming™ ， ICSP™），可以在生产过程中将固件编程到应用中，从而能够在嵌入式应用开发的末期将更新的版本编程到嵌入式应用中。支持在线调试的器件甚至可以在生产完成后重新插入到 MPLAB ICD 2 中，以进行质量检测和下一代固件的开发。

1.7 MPLAB IDE 的组件

MPLAB IDE 具有内置组件和插入模块来为系统配置各种软件和硬件工具。

1.7.1 MPLAB IDE 内置组件

内置组件包括：

• 项目管理器

项目管理器提供 IDE 和语言工具之间的集成和通信。

• 编辑器

编辑器是功能全面的程序文本编辑器，它还可以作为调试器的窗口使用。

• 汇编器 / 链接器和语言工具

汇编器可以单独使用来汇编单个文件，也可以与链接器配合使用，以从不同的源文件、库和重新编译的目标文件生成一个项目。链接器负责将编译后的代码分配到目标单片机的存储区中。

• 调试器

Microchip 调试器允许使用断点、单步调试、 watch 窗口以及目前 MPLAB IDE 调试器中的所有功能。将它与编辑器配合使用，可以将正在调试的目标中的信息与源代码相关联。

• 执行引擎

MPLAB IDE 中具有适用于所有 PICmicro 和 dsPIC 器件的软件模拟器。这些软件模拟器使用 PC 机来模拟 PICmicro 和 dsPIC 器件的指令和某些外设功能。还可以使用可选的在线仿真器和在线调试器通过在应用硬件中运行代码来测试代码。

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1.7.2 MPLAB IDE 的其他可选组件

您可以选购以下组件并将它们添加到 MPLAB IDE 中：

• 编译器语言工具 Microchip 的 MPLAB C17、 MPLAB C18 和 MPLAB C30 可以提供高度集成的优化代

码。 MPLAB IDE 项目管理器可以调用这些编译器以及 HI-TECH、 IAR、 microEngineering Labs、 CCS 和 Byte Craft 生产的编译器，来编译自动载入到目标调试器中的代码，进行即时测试和校验。

• 编程器 PICSTART Plus、PRO MATE II、MPLAB PM3 以及 MPLAB ICD 2 都可以将代码编程

到目标单片机中。 MPLAB IDE 提供了对代码和数据编程的完全控制，还可以使用 MPLAB IDE 对配置位进行设置来设定目标单片机的各种操作模式。

• 在线仿真器 MPLAB ICE 2000 和 MPLAB ICE 4000 是功能全面的适用于 PICmicro 和 dsPIC 器件

的仿真器。它们通过 I/O 端口与 PC 机相连，可以对目标应用中的单片机操作进行完全控制。

• 在线调试器

MPLAB ICD 2 提供了一种取代仿真器的经济方案。通过使用部分片上资源， MPLAB ICD 2 可以将代码下载到被插入到应用中的目标单片机中，并设置断点，单步调试和监

视寄存器及变量。

1.8 MPLAB IDE 文档

现有以下文档可帮助您使用 MPLAB IDE：

• MPLAB IDE Quick Chart （DS51410）

•

《

MPLAB IDE

•

《

MPLAB IDE

与 MPLAB IDE 配合使用的各种 Microchip 软件和硬件工具也存在相应文挡。请访问 Microchip 网站获取这些文档的可下载 pdf 版本。

1.9 MPLAB IDE 在线帮助

由于 MPLAB IDE 还在不断地更改中（请参阅第 1.10 节 “MPLAB IDE 更新和版本编号 ” ），本文中提到的部分细节可能会有所改变。对话框的外观可能与本手册中介绍的不完全一致，菜单列表的顺序也可能不同，或是增加了新的项。因此，在线帮助是您当前使用的 MPLAB IDE 版本的最佳参考。

MPLAB IDE 具有大量的在线帮助，处在不断更新之中。如果在使用 MPLAB IDE 时遇到了问题，一定要查看在线帮助寻找答案。最重要的是，在线帮助列出了特定工具在支持特定器件时可能存在的任何限制。在使用新的器件 / 工具组合之前，请始终尝试查看这部分内容。

Debugger>Settings

器或在线调试器与正在被模拟的实际器件相比可能存在的任何限制。一般限制则显示在文本区中。

快速入门指南》用户指南》

对话框的 “Limitations”（限制）选项卡给出了软件模拟器、仿真

（DS51281C_CN）

（DS51519A _CN）

MPLAB® IDE 用户指南

图 1-8： DEBUGGER>SETTINGS：LIMITATIONS 选项卡

按下 Details （详情）按钮，显示与要被调试的器件相关的具体限制。从这里显示的信息中还可以看到与调试器相关的一般限制。

图 1-9：软件模拟器限制详细信息

DS51519A_CN 第 20 页 2005 Microchip Technology Inc.

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从 MPLAB IDE 的 Help （帮助）菜单，选择 Help>Topics ，获取 MPLAB IDE 及其所有组件的帮助列表。

图 1-10： MPLAB IDE HELP>TOPICS

MPLAB IDE 帮助涵盖了 MPLAB IDE 的各个方面以及所有的 Microchip 工具。可以按目录或索引方式离线查看它，也可以使用搜索实用程序查找有关任何 MPLAB IDE 主题的帮助。MPLAB IDE 帮助还可以指引用户获取其他类型的帮助，如 Microchip Update Notification system （Microchip 更新通知系统）。

图 1-11： MPLAB IDE HELP 对话框

菜单

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1.10 MPLAB IDE 更新和版本编号

MPLAB IDE 是一个不断改进的程序，具有成千上万的用户。 Microchip 在不断地设计具有新功能的新型单片机。许多新的 MPLAB IDE 功能都源自客户的需求和内部使用。不断开发的新设计和发布的新单片机促使 MPLAB IDE 将不断改进。 MPLAB IDE 计划大约每四个月更新一次，以便增加新的器件支持和新的功能。此外，在两个主要的发行版之间，还会发布另外的 “临时”发行版。MPLAB IDE 的版本编号方案可以反映出当前版本属于主要产品发行版还是临时发行版。如果版本号以零结束，即 MPLAB IDE v6.50、 v.6 . 6 0 或 v7.00，则表示该版本是主要的产品发行版。如果版本号以零以外的数字结束，即 v6.41、 v6.52 或 v7.55，则表示该版本是临时发行版。临时发行版主要是为了提供对新器件或组件的早期试用，或进行快速重要修正及新功能的预演。这种临时发行版并没有经过如产品发行版那样的完整测试，因此建议不要在严格的设计中使用这种版本。我们建议在开发过程中使用产品发行版，除非是在使用了新器件或组件，或是遇到了临时发行版中已修正的某个问题时，才使用临时发行版以有效利用

MPLAB IDE。 MPLAB IDE 软件的每一次新的发布都实现了新的功能，因此印刷文档的内容肯定会比

在线帮助滞后。在线帮助是解决有关 MPLAB IDE 中任何问题的最好参考。要在 MPLAB IDE 及其组件更新时得到通知，请在 www.microchip.com 网站上订阅

“客户变更通知”服务的 “ Development Tools”部分。

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MICROCHIP MPLAB IDE User Manual

Specifications and Main Features

Frequently Asked Questions

User Manual

1.1 嵌入式系统简介

1.1.1 “嵌入式系统”说明

1.1.2 嵌入式控制器和 PC 机之间的区别

1.1.3 单片机的组件

1.1.4 使用 MPLAB IDE 实现嵌入式系统设计

1.2 开发周期

1.3 项目管理器

1.4 语言工具

1.5 目标调试

1.6 对器件编程

1.7 MPLAB IDE 的组件

1.7.1 MPLAB IDE 内置组件

1.7.2 MPLAB IDE 的其他可选组件

1.8 MPLAB IDE 文档

1.9 MPLAB IDE 在线帮助

1.10 MPLAB IDE 更新和版本编号