論模塊化編程技術在單片機實訓中的應用

周彥明　齊保謙　覃溪

摘要： 模塊化的實質是把復雜的系統(tǒng)經(jīng)過認真分解成若干個完整成熟可以認知的小部件，從完成每個小部件也就是模塊入手，最終搭建成一個完整的系統(tǒng)體系的過程，本文重點介紹了什么是單片機C語言的模塊化編程技術，模塊化編程的優(yōu)點，如何進行模塊化編程技術，最后結合一個實例完整講述了單片機模塊化編程技術。對從事單片機開發(fā)方面工作的相關人員進行單片機編程有一定的指導意義。

關鍵詞：模塊化編程技術 設計性實驗 單片機

中圖分類號：TP312.1 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）08-0003-01

隨著科學技術的進步和電子技術的發(fā)展，單片機越來越近地走入我們的實現(xiàn)生活中，掌握單片機技術是現(xiàn)代電子技術人才的迫切要求，在大學對電學類學生除了開設單片機技術的理論課程外，同時還在課程結束后進行幾周的單片機集中實訓，目的是使學生能更好的理解和靈活運用好單片機技術，如何有效地進行單片機實訓對教師提出了更高的要求，教師不僅需要扎實的理論功底，同時要有豐富的工程實踐經(jīng)驗，其中教師和學生必須掌握的單片機工程實踐的精髓---模塊化編程，在實訓過程中起著至關重要的作用，在實訓過程中靈活運用它對提高學生應用單片機的能力，實施真實工程項目管理，為將來走上技術工作崗位打下基礎、能更好地為社會服務有著非常積極的意義。

1 模塊化編程技術

所謂模塊編程，是主流市場上常用的編程方法，就是將單片機系統(tǒng)程序按功能區(qū)分成若干的功能模塊，這些模塊是事先定制好的可用模塊，我們僅僅在主程序中把這些模塊串聯(lián)組裝起來編寫主程序就可以完成程序的大部分開發(fā)任務，大大節(jié)省了編程時間同時避免了大量的編程錯誤?？s短了開發(fā)進程。

以微軟的面象對象編程技術為例，在windows出現(xiàn)以前，用Turbo_C編一個有關圖形界面的程序要花很大的精力和時間，畫面的修改和調整也很不方便，過段時間對程序的解讀也成問題，然而有了windows的編程技術后，如Visual Basic編程，編輯一個精美的任務操作界面是一件輕松愉快的事，這得益于軟件的模塊化作用，把復雜的對象設定做了包裝，用戶僅用修改一些參數(shù)就可以獲得各種各樣的控件進行界面設計。這種模塊化的編程方法人們從手工編寫代碼中解脫出來，減少了繁重的重復性勞動，并使差錯率降至最低。使編程更有效率，質量更好，使計算機從科研院校普及走進千家萬戶。

從計算機編程的發(fā)展可以看出采用模塊化編程技術的學習方法可以把復雜的問題變?yōu)楹唵螁栴}，可以多人協(xié)同工作，編寫出高質量的程序，它具有以下四個方面的特點：

（1）高效性：以單片機模塊塊編程為例，調用一些在一個項目實施前已經(jīng)建立好了很多的模塊，如顯示模塊LCD1602，溫度測量模塊DS18B20，鍵處理模塊KEY，延時模塊DELAY，就方便調用這些模塊構成一個溫度控制系統(tǒng)的復雜應用，編程效率非常高。

（2）可靠性：單片機的各功能模塊都嚴格定義了參數(shù)的輸入輸出，模塊是經(jīng)過反復論證可行的。因此功能模塊的可靠性得到了保證，僅用正確地調用模塊函數(shù)即可。降低了編程難度，提高了程序準確度和質量。

（3）靈活性：由于進行了模塊化，系統(tǒng)的搭建有了多方面的選擇，模塊可以自由組合，如在做單片機的顯示系統(tǒng)，可以用1602數(shù)字液晶，可以用靜態(tài)數(shù)碼管，也可以用動態(tài)數(shù)碼管，可以用12864漢顯液晶，也可以用諾基亞5110漢顯液晶，等等。只要準備有足夠的模塊且不斷更新模塊，單片機系統(tǒng)就會越來越靈活，并能很好的跟上技術的進步和時代的步伐。

（4）開放性：模塊是一個累積的過程，每一個獨立的模塊都可以編程，因此，模塊積累得越多，的編程經(jīng)驗就越豐富，網(wǎng)上有豐富的單片機代碼資源，稍加修改變成模塊化程序，可以不斷豐富自已的模塊化程序庫。

2 模塊化編程舉例

以下通過一個簡單的四位數(shù)碼管電子鐘項目為例介紹模塊化編程的具體應用。

如圖1所示為電子時鐘的仿真圖，它由四位數(shù)碼管作顯示，89C2501作為控制芯片，通過三個按鍵操作調整時分等幾部分組成。

圖2為編程界面。

可以看出，程序由主程序（main）、時鐘模塊（time）和按鍵控制模塊（key）三個部分組成，主程序完成定時器0和1的初始化函數(shù)調用及數(shù)碼管位顯示位置的分配，調用按鍵程序。時鐘模塊的任務是進行定時器0和定時器1的初始化任務及數(shù)碼管的動態(tài)掃描顯示。按鍵控制模塊的任務是實現(xiàn)時間的調整。整個程序條理清楚，各個模塊分工協(xié)作，程序完整、可讀性強、易于修改。時鐘模塊和按鍵模塊獨立成體系放置于單獨文件夾中，便于別的單片機程序引用。

3 結語

模塊化編程技術是單片機最好的編程技術，它使程序結構清晰合理，便于多人協(xié)同合作進行程序任務的編寫，同時模塊化工作進行得越多，我們的編程技術領域越廣泛、越成熟，因此，單片機的模塊化編程技術是值得廣泛推廣和應用的。