《單片機C語言應用技術》課件-第2章

模塊2單片機開發(fā)軟件系統任務2調試最簡單的單片機系統點亮程序習題2任務2調試最簡單的單片機系統點亮程序

1.任務目的通過對任務1中點亮一個發(fā)光二極管程序的編譯和調試，了解單片機開發(fā)軟件系統的基本組成、功能及使用方法。

2．任務要求建立單片機開發(fā)環(huán)境，把任務1中給出的源程序編譯下載執(zhí)行，并進行軟硬件聯調。

3．單片機開發(fā)系統單片機開發(fā)系統包括計算機、單片機在線仿真器、開發(fā)工具軟件、編程器等。

4．調試方法與步驟

(1)啟動KEILC軟件，編寫(或打開編寫好的)程序，并通過KEILC軟件調試，確保沒有任何語法錯誤；

(2)用KEILC生成HEX文件；

(3)將單片機應用系統與計算機連接；

(4)用STC下載軟件將KEILC生成的HEX文件下載到應用系統中，進行軟硬件聯調。

5．任務小結本任務采用KEILC作為編程軟件，STC作為下載軟件，實現程序的軟硬件聯調，通過本任務的學習可掌握程序的編寫和調試的方法。2.1單片機系統開發(fā)軟件KEILC51學習單片機實在不是件易事，一來要購買高價格的編程器和仿真器，二來要學習編程語言，還有眾多種類的單片機供選擇，真是件讓人頭疼的事。在眾多單片機中，51架構的芯片風行了很久，學習資料也相對較多，是初學者的較好選擇之一。常用的51編程語言有兩種，一種是匯編語言，一種是C語言。匯編語言的機器代碼生成效率很高，但可讀性差，復雜一點的程序就很難讀懂。C語言在大多數情況下其機器代碼生成效率和匯編語言相當，但可讀性和可移植性卻遠遠超過匯編語言，而且C語言還可以嵌入匯編來解決高時效性的代碼編寫問題。對于開發(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程序編譯為機器碼，這樣單片機才能執(zhí)行編寫好的程序。KEILuVision2是眾多單片機應用開發(fā)軟件中的優(yōu)秀軟件之一，它支持眾多不同公司的MCS-51架構的芯片，集編輯、編譯、仿真等于一體，同時還支持PLM、匯編和C語言的程序設計。它的界面和常用的微軟VC++?的界面相似，界面友好，易學易用，在調試程序、軟件仿真方面也有很強大的功能。因此，很多開發(fā)51應用的工程師或普通的單片機愛好者，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是一個商業(yè)軟件，對于我們這些普通愛好者，可以到KEIL中國代理周立功公司的網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人學習和小型應用的開發(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C程序項目呢？下面就讓我們一起來建立一個小程序項目吧。運行KEIL51軟件，出現如圖2.1所示的屏幕。

(1)新建項目。點擊Project菜單，選擇彈出下拉式菜單中的“NewProject”，如圖2.2所示。接著彈出一個標準的Windows對話窗口，如圖2.3所示，在“文件名”中輸入您的第一個C程序項目名稱，這里我們用“test”。當然，只要符合Windows規(guī)則的文件名都行。保存后的文件擴展名為uv2，這是KEILuVision2項目文件擴展名。以后我們可以直接點擊此文件來打開先前做的項目。選擇所用的單片機，這里我們選擇常用的Atmel公司的AT89C51，如圖2.4所示。圖2.1啟動時的屏幕圖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，即可進行程序的編寫。

(2)創(chuàng)建程序文件。如果沒有現成的程序，那么就要新建一個程序文件。在KEIL中有一些程序的Demo，在這里以一個C程序為例介紹如何新建一個C程序并加到您的第一個項目中。點擊圖2.5中1處的新建文件快捷按鈕，在2中出現一個新的文字編輯窗口。這個操作也可以通過菜單“File”→“New”或快捷鍵Ctrl?+?N來實現?，F在就可以編寫程序了，光標已出現在文本編輯窗口中，等待我們輸入。圖2.5新建程序文件

//程序：1light.c

//功能：點亮一個信號燈

#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

{

P1_0=0; //點亮信號燈

}這段程序的功能是點亮一個二極管。我們不管程序的語法和意思，先看看如何把它加入到項目中并進行編譯調試運行。小經驗在輸入源程序時，可以利用開發(fā)系統提供的程序編譯器，編輯擴展名為?.c的源程序，也可以將在Windows或DOS環(huán)境下編輯的源程序復制過來。在編制源程序時，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)下進行，如果在中文狀態(tài)下編輯源程序，編譯時會帶來不必要的麻煩。

(3)保存程序文件。點擊圖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進行保存。因是新文件，所以保存時會彈出類似圖2.3的文件操作窗口。我們把第一個程序命名為test1.c，保存在項目所在的目錄中，這時語句變?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，關閉文件窗，程序文件便可加到項目中。這時在SourceGroup1文件夾圖標左邊出現了一個小“+”號，說明文件組中有了文件，點擊它可以展開查看。

(4)編譯文件。

C程序文件被加到項目中后，即可編譯運行。這個項目只是學習新建程序項目和編譯運行仿真的基本方法，所以使用軟件默認的編譯設置，它不會生成用于芯片燒寫的HEX文件(如何設置生成HEX文件見后文)。如圖2.6所示，圖中的標號1、2、3都是編譯按鈕：1用于編譯單個文件；2用于編譯當前項目，如果先前編譯過一次之后文件沒有做編輯改動，這時點擊是不會再次重新編譯的；3是重新編譯，每點擊一次均會再次編譯鏈接一次，不管程序是否有改動。在3右邊的按鈕是停止編譯按鈕，只有點擊了前三個中的任一個，停止按鈕才會生效。在標號4中可以看到編譯的錯誤信息和使用的系統資源情況等，程序出錯時的提示都會在該窗口列出，可以根據這些提示來修改程序。標號6是一個放大鏡按鈕，也就是開啟\關閉調試模式的按鈕，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據信息，數據寬度為字節(jié)，所有數據使用十六進制數表示，常用來保存單片機或其他處理器的目標程序代碼。它可保存物理程序存儲區(qū)中的目標代碼映象，一般的編程器都支持這種格式。我們先打開前一節(jié)做的項目，然后右擊圖2.7中的“Target1”項目文件夾，在彈出的項目功能菜單中選擇“OptionsforTarget'Target1'?”，將彈出項目選項設置窗口。同樣，先選中項目文件夾圖標，這時在Project菜單中也有一樣的菜單可選。打開項目選項窗口，轉到Output選項頁，如圖2.8所示。圖中，1是選擇編譯輸出的路徑；2是設置編譯輸出生成的文件名；3是決定是否要創(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，再用實驗板觀看結果。圖2.7項目功能菜單圖2.8項目選項窗口圖2.9編譯信息窗口當把編譯好的文件燒寫到芯片上時，如果您購買或自制了帶串口輸出元件的單片機學習實驗板，那就可以把實驗板串口和PC機串口相聯，用串口調試軟件，就可以看到一個發(fā)光二極管被點亮。到此為止，我們初步學習了KEILC51項目文件的創(chuàng)建、編譯、運行等基本操作方法。上面提到的一些功能的快捷鍵，在實際開發(fā)應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文件下載到單片機實驗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文件下載到單片機應用系統中，以便檢查程序，這是進行軟硬件聯調必不可少的中間環(huán)節(jié)。

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

STC-ISP是一款單片機下載編程燒錄軟件，是針對STC系列單片機而設計的。利用它可下載STC89、12C2052和12C5410等系列的STC單片機，使用簡便，現已被廣泛應用。STC-ISP的圖標如圖2.10所示。圖2.10STC-ISP軟件圖標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看一遍。該單片機下載程序有個冷啟動的過程，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，則關掉電源繼續(xù)后面的步驟。

(3)啟動軟件。

(4)點擊圖2.11中1處的下三角，選擇與開發(fā)板單片機型號對應的單片機型號，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)選擇計算機串口，臺式機一般默認為COM1。

(6)點擊圖2.11標號2所示的“openFile”按鈕，將出現如圖2.13所示的對話框，選擇用KEIL編譯好的HEX文件。

(7)點擊圖2.11中標號3所示的“下載”按鈕。注意，在點擊“下載”按鈕時，應按下“冷啟動”按鈕，使單片機上電。如果操作正常，會看到下載程序進度條閃過的過程。最后，圖2.11左下角的白色方框內會出現“已加密”字樣。圖2.13選擇HEX文件

小提示整個過程中,不要用手或者導體接觸單片機集成電路的引腳或者電路。這樣很可能會永久性的損壞單片機實驗板、集成電路或者電腦主機。

階段小結本模塊通過任務實現，貫穿了單片機開發(fā)軟件和下載軟件的應用，重點訓練了兩種軟件的使用方法。本模塊重點內容：

(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。習題2

1.選擇題

(1)使用單片機開發(fā)系統調試程序時，對源程序進行匯編的目的是

。

A.將源程序轉換成目標程序