《單片機(jī)C語言應(yīng)用技術(shù)》課件-第2章

模塊2單片機(jī)開發(fā)軟件系統(tǒng)任務(wù)2調(diào)試最簡(jiǎn)單的單片機(jī)系統(tǒng)點(diǎn)亮程序習(xí)題2任務(wù)2調(diào)試最簡(jiǎn)單的單片機(jī)系統(tǒng)點(diǎn)亮程序

1.任務(wù)目的通過對(duì)任務(wù)1中點(diǎn)亮一個(gè)發(fā)光二極管程序的編譯和調(diào)試，了解單片機(jī)開發(fā)軟件系統(tǒng)的基本組成、功能及使用方法。

2．任務(wù)要求建立單片機(jī)開發(fā)環(huán)境，把任務(wù)1中給出的源程序編譯下載執(zhí)行，并進(jìn)行軟硬件聯(lián)調(diào)。

3．單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)、單片機(jī)在線仿真器、開發(fā)工具軟件、編程器等。

4．調(diào)試方法與步驟

(1)啟動(dòng)KEILC軟件，編寫(或打開編寫好的)程序，并通過KEILC軟件調(diào)試，確保沒有任何語法錯(cuò)誤；

(2)用KEILC生成HEX文件；

(3)將單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)連接；

(4)用STC下載軟件將KEILC生成的HEX文件下載到應(yīng)用系統(tǒng)中，進(jìn)行軟硬件聯(lián)調(diào)。

5．任務(wù)小結(jié)本任務(wù)采用KEILC作為編程軟件，STC作為下載軟件，實(shí)現(xiàn)程序的軟硬件聯(lián)調(diào)，通過本任務(wù)的學(xué)習(xí)可掌握程序的編寫和調(diào)試的方法。2.1單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)軟件KEILC51學(xué)習(xí)單片機(jī)實(shí)在不是件易事，一來要購買高價(jià)格的編程器和仿真器，二來要學(xué)習(xí)編程語言，還有眾多種類的單片機(jī)供選擇，真是件讓人頭疼的事。在眾多單片機(jī)中，51架構(gòu)的芯片風(fēng)行了很久，學(xué)習(xí)資料也相對(duì)較多，是初學(xué)者的較好選擇之一。常用的51編程語言有兩種，一種是匯編語言，一種是C語言。匯編語言的機(jī)器代碼生成效率很高，但可讀性差，復(fù)雜一點(diǎn)的程序就很難讀懂。C語言在大多數(shù)情況下其機(jī)器代碼生成效率和匯編語言相當(dāng)，但可讀性和可移植性卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過匯編語言，而且C語言還可以嵌入?yún)R編來解決高時(shí)效性的代碼編寫問題。對(duì)于開發(fā)周期來說，中大型的軟件編寫用C語言的開發(fā)周期通常要比匯編語言小很多。2.1.1KEILC51軟件基本知識(shí)使用C語言肯定要用到C編譯器，以便把寫好的C程序編譯為機(jī)器碼，這樣單片機(jī)才能執(zhí)行編寫好的程序。KEILuVision2是眾多單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)軟件中的優(yōu)秀軟件之一，它支持眾多不同公司的MCS-51架構(gòu)的芯片，集編輯、編譯、仿真等于一體，同時(shí)還支持PLM、匯編和C語言的程序設(shè)計(jì)。它的界面和常用的微軟VC++?的界面相似，界面友好，易學(xué)易用，在調(diào)試程序、軟件仿真方面也有很強(qiáng)大的功能。因此，很多開發(fā)51應(yīng)用的工程師或普通的單片機(jī)愛好者，都十分喜歡它。要使用KEIL51軟件，必需先安裝它，安裝的方法和普通軟件相同，這里就不做介紹了。KEIL51是一個(gè)商業(yè)軟件，對(duì)于我們這些普通愛好者，可以到KEIL中國(guó)代理周立功公司的網(wǎng)站上下載一份能編譯2?K的DEMO版軟件，該軟件基本可以滿足一般的個(gè)人學(xué)習(xí)和小型應(yīng)用的開發(fā)。2.1.2KEILC51軟件的使用安裝好KEILC51后，你是不是迫不及待地想建立自己的第一個(gè)C程序項(xiàng)目呢？下面就讓我們一起來建立一個(gè)小程序項(xiàng)目吧。運(yùn)行KEIL51軟件，出現(xiàn)如圖2.1所示的屏幕。

(1)新建項(xiàng)目。點(diǎn)擊Project菜單，選擇彈出下拉式菜單中的“NewProject”，如圖2.2所示。接著彈出一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的Windows對(duì)話窗口，如圖2.3所示，在“文件名”中輸入您的第一個(gè)C程序項(xiàng)目名稱，這里我們用“test”。當(dāng)然，只要符合Windows規(guī)則的文件名都行。保存后的文件擴(kuò)展名為uv2，這是KEILuVision2項(xiàng)目文件擴(kuò)展名。以后我們可以直接點(diǎn)擊此文件來打開先前做的項(xiàng)目。選擇所用的單片機(jī)，這里我們選擇常用的Atmel公司的AT89C51，如圖2.4所示。圖2.1啟動(dòng)時(shí)的屏幕圖2.2

NewProject菜單圖2.3文件窗口圖2.4選取芯片完成上面的步驟后，即可進(jìn)行程序的編寫。

(2)創(chuàng)建程序文件。如果沒有現(xiàn)成的程序，那么就要新建一個(gè)程序文件。在KEIL中有一些程序的Demo，在這里以一個(gè)C程序?yàn)槔榻B如何新建一個(gè)C程序并加到您的第一個(gè)項(xiàng)目中。點(diǎn)擊圖2.5中1處的新建文件快捷按鈕，在2中出現(xiàn)一個(gè)新的文字編輯窗口。這個(gè)操作也可以通過菜單“File”→“New”或快捷鍵Ctrl?+?N來實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)在就可以編寫程序了，光標(biāo)已出現(xiàn)在文本編輯窗口中，等待我們輸入。圖2.5新建程序文件

//程序：1light.c

//功能：點(diǎn)亮一個(gè)信號(hào)燈

#include<reg51.h> //包含頭文件reg51.h，定義了MCS-51的特殊功能寄存器

sbit P1_0=P1^0; //定義位名稱

void main() //主函數(shù)

{

P1_0=0; //點(diǎn)亮信號(hào)燈

}這段程序的功能是點(diǎn)亮一個(gè)二極管。我們不管程序的語法和意思，先看看如何把它加入到項(xiàng)目中并進(jìn)行編譯調(diào)試運(yùn)行。小經(jīng)驗(yàn)在輸入源程序時(shí)，可以利用開發(fā)系統(tǒng)提供的程序編譯器，編輯擴(kuò)展名為?.c的源程序，也可以將在Windows或DOS環(huán)境下編輯的源程序復(fù)制過來。在編制源程序時(shí)，可在每條語句后加上必要的中英文注釋，但必須用注釋符“?//?”或“?/**/?”同語句間隔開。編寫程序要在西文狀態(tài)下進(jìn)行，如果在中文狀態(tài)下編輯源程序，編譯時(shí)會(huì)帶來不必要的麻煩。

(3)保存程序文件。點(diǎn)擊圖2.5中的3保存新建的程序，也可以用菜單“File”→“Save”或快捷鍵Ctrl?+?S進(jìn)行保存。因是新文件，所以保存時(shí)會(huì)彈出類似圖2.3的文件操作窗口。我們把第一個(gè)程序命名為test1.c，保存在項(xiàng)目所在的目錄中，這時(shí)語句變?yōu)榱瞬煌念伾?，說明KEIL的C語法檢查生效了。如圖2.5所示，在SourceGroup1文件夾圖標(biāo)上右擊，將彈出菜單，可在其中執(zhí)行增加或減少文件等操作。點(diǎn)擊“AddFiletoGroup‘SourceGroup1’”，在彈出的文件窗口中選擇剛剛保存的C語言文件，按ADD按鈕，關(guān)閉文件窗，程序文件便可加到項(xiàng)目中。這時(shí)在SourceGroup1文件夾圖標(biāo)左邊出現(xiàn)了一個(gè)小“+”號(hào)，說明文件組中有了文件，點(diǎn)擊它可以展開查看。

(4)編譯文件。

C程序文件被加到項(xiàng)目中后，即可編譯運(yùn)行。這個(gè)項(xiàng)目只是學(xué)習(xí)新建程序項(xiàng)目和編譯運(yùn)行仿真的基本方法，所以使用軟件默認(rèn)的編譯設(shè)置，它不會(huì)生成用于芯片燒寫的HEX文件(如何設(shè)置生成HEX文件見后文)。如圖2.6所示，圖中的標(biāo)號(hào)1、2、3都是編譯按鈕：1用于編譯單個(gè)文件；2用于編譯當(dāng)前項(xiàng)目，如果先前編譯過一次之后文件沒有做編輯改動(dòng)，這時(shí)點(diǎn)擊是不會(huì)再次重新編譯的；3是重新編譯，每點(diǎn)擊一次均會(huì)再次編譯鏈接一次，不管程序是否有改動(dòng)。在3右邊的按鈕是停止編譯按鈕，只有點(diǎn)擊了前三個(gè)中的任一個(gè)，停止按鈕才會(huì)生效。在標(biāo)號(hào)4中可以看到編譯的錯(cuò)誤信息和使用的系統(tǒng)資源情況等，程序出錯(cuò)時(shí)的提示都會(huì)在該窗口列出，可以根據(jù)這些提示來修改程序。標(biāo)號(hào)6是一個(gè)放大鏡按鈕，也就是開啟\關(guān)閉調(diào)試模式的按鈕，它存在于菜單“Debug”→“Start\StopDebugSession”中，快捷鍵為Ctrl?+?F5。圖2.6編譯程序

(5)生成HEX文件。

HEX文件格式是Intel公司提出的按地址排列的數(shù)據(jù)信息，數(shù)據(jù)寬度為字節(jié)，所有數(shù)據(jù)使用十六進(jìn)制數(shù)表示，常用來保存單片機(jī)或其他處理器的目標(biāo)程序代碼。它可保存物理程序存儲(chǔ)區(qū)中的目標(biāo)代碼映象，一般的編程器都支持這種格式。我們先打開前一節(jié)做的項(xiàng)目，然后右擊圖2.7中的“Target1”項(xiàng)目文件夾，在彈出的項(xiàng)目功能菜單中選擇“OptionsforTarget'Target1'?”，將彈出項(xiàng)目選項(xiàng)設(shè)置窗口。同樣，先選中項(xiàng)目文件夾圖標(biāo)，這時(shí)在Project菜單中也有一樣的菜單可選。打開項(xiàng)目選項(xiàng)窗口，轉(zhuǎn)到Output選項(xiàng)頁，如圖2.8所示。圖中，1是選擇編譯輸出的路徑；2是設(shè)置編譯輸出生成的文件名；3是決定是否要?jiǎng)?chuàng)建HEX文件，選中它就可以輸出HEX文件到指定的路徑中。重新編譯一次，很快可以看到在編譯信息窗口中顯示HEX文件創(chuàng)建到指定的路徑中了，如圖2.9所示。這樣就可以用編程器所附帶的軟件去讀取并燒寫芯片的HEX文件了，再用實(shí)驗(yàn)板觀看結(jié)果。圖2.7項(xiàng)目功能菜單圖2.8項(xiàng)目選項(xiàng)窗口圖2.9編譯信息窗口當(dāng)把編譯好的文件燒寫到芯片上時(shí)，如果您購買或自制了帶串口輸出元件的單片機(jī)學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)板，那就可以把實(shí)驗(yàn)板串口和PC機(jī)串口相聯(lián)，用串口調(diào)試軟件，就可以看到一個(gè)發(fā)光二極管被點(diǎn)亮。到此為止，我們初步學(xué)習(xí)了KEILC51項(xiàng)目文件的創(chuàng)建、編譯、運(yùn)行等基本操作方法。上面提到的一些功能的快捷鍵，在實(shí)際開發(fā)應(yīng)用中使用它們可以大大提高工作效率。2.2程序下載軟件2.2.1下載軟件的作用把HEX文件下載到單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板上需要用到下載軟件。下載軟件通常也叫燒錄軟件，其主要作用就是將用KEILC編寫好并編譯過的程序生成的HEX文件下載到單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，以便檢查程序，這是進(jìn)行軟硬件聯(lián)調(diào)必不可少的中間環(huán)節(jié)。

2.2.2STC下載軟件的介紹單片機(jī)的下載軟件很多，如STC-ISP、Easy51Pro、ATMELISP等，這些軟件都是針對(duì)不同型號(hào)、不同品牌的單片機(jī)來下載燒錄文件的。其中以STC-ISP的使用最為廣泛，本書就以STC-ISP為例進(jìn)行介紹的。

STC-ISP是一款單片機(jī)下載編程燒錄軟件，是針對(duì)STC系列單片機(jī)而設(shè)計(jì)的。利用它可下載STC89、12C2052和12C5410等系列的STC單片機(jī)，使用簡(jiǎn)便，現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用。STC-ISP的圖標(biāo)如圖2.10所示。圖2.10STC-ISP軟件圖標(biāo)2.2.3STC下載軟件的使用步驟使用STC下載軟件之前，用戶一定要先把下載軟件界面圖的操作步驟仔細(xì)看一遍。該單片機(jī)下載程序有個(gè)冷啟動(dòng)的過程，即要重新上電才能正常下載程序。該軟件界面如圖2.11所示。使用步驟：

(1)連接好電源線與串口線。

(2)檢查電源板上的電源指示燈是否亮起。如果沒亮，則檢查USB電源線；如果已亮，則關(guān)掉電源繼續(xù)后面的步驟。

(3)啟動(dòng)軟件。

(4)點(diǎn)擊圖2.11中1處的下三角，選擇與開發(fā)板單片機(jī)型號(hào)對(duì)應(yīng)的單片機(jī)型號(hào)，如圖2.12所示。圖2.11下載軟件界面圖圖2.12芯片選擇框

(5)選擇計(jì)算機(jī)串口，臺(tái)式機(jī)一般默認(rèn)為COM1。

(6)點(diǎn)擊圖2.11標(biāo)號(hào)2所示的“openFile”按鈕，將出現(xiàn)如圖2.13所示的對(duì)話框，選擇用KEIL編譯好的HEX文件。

(7)點(diǎn)擊圖2.11中標(biāo)號(hào)3所示的“下載”按鈕。注意，在點(diǎn)擊“下載”按鈕時(shí)，應(yīng)按下“冷啟動(dòng)”按鈕，使單片機(jī)上電。如果操作正常，會(huì)看到下載程序進(jìn)度條閃過的過程。最后，圖2.11左下角的白色方框內(nèi)會(huì)出現(xiàn)“已加密”字樣。圖2.13選擇HEX文件

小提示整個(gè)過程中,不要用手或者導(dǎo)體接觸單片機(jī)集成電路的引腳或者電路。這樣很可能會(huì)永久性的損壞單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板、集成電路或者電腦主機(jī)。

階段小結(jié)本模塊通過任務(wù)實(shí)現(xiàn)，貫穿了單片機(jī)開發(fā)軟件和下載軟件的應(yīng)用，重點(diǎn)訓(xùn)練了兩種軟件的使用方法。本模塊重點(diǎn)內(nèi)容：

(1)?KEILC51的使用方法；

(2)?HEX文件的生成方法；

(3)?STC下載軟件的使用方法。習(xí)題2

1.選擇題

(1)使用單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)調(diào)試程序時(shí)，對(duì)源程序進(jìn)行匯編的目的是

。

A.將源程序轉(zhuǎn)換成目標(biāo)程序