“單片機C語言程序設(shè)計”課程教學改革

唐 靜，趙常昊，翟麗杰

（1.重慶交通大學機電與車輛工程學院，重慶 400074；2.重慶金山科技集團有限公司，重慶 401120；3.渭南師范學院物理與電氣工程學院，陜西 渭南 714000）

“單片機C語言程序設(shè)計”課程教學改革

唐 靜1，趙常昊2，翟麗杰3

（1.重慶交通大學機電與車輛工程學院，重慶 400074；2.重慶金山科技集團有限公司，重慶 401120；3.渭南師范學院物理與電氣工程學院，陜西 渭南 714000）

單片機C語言程序設(shè)計是一門實踐性很強的課程，大多用Keil軟件編程。該文將理論教學和實踐教學有機結(jié)合，并通過實踐教學驗證理論教學的正確性。在教學中，把Keil軟件串口調(diào)試技術(shù)引入到單片機C語言程序設(shè)計課堂教學中，在單片機C語言程序中加入串口通信程序和printf語句，使用Keil軟件串口調(diào)試窗口顯示結(jié)果。此教學改革使理論知識更有說服力，同時也驗證了程序的正確性，使教學過程更加嚴謹。

單片機理論教學；單片機實踐教學；Keil軟件；串口調(diào)試技術(shù)

單片機C語言程序設(shè)計課程是一門實踐性很強的課程，在理論教學中引入實踐知識非常必要。具體有以下5種方法。1）引入proteus仿真軟件。由于proteus只能編寫匯編語言［1-4］，僅能引入單片機匯編教學中，不適用于單片機C語言教學。2）引入proteus和Keil聯(lián)合仿真［5-8］。此方法為Keil軟件編譯程序，Proteus軟件顯示仿真結(jié)果。兩個軟件同時使用，較為復雜。3）學生參加應用競賽和應用網(wǎng)絡資源［9-10］。此方法是課外輔助教學，不是教師在課堂上使用的方法。4）單片機電路板制作或配合Keil軟件講解［11］。此方法是課外輔助教學，不是教師在課堂上使用的方法。同時，在論文中并沒有詳細寫到Keil怎么使用。5）將Keil和其調(diào)試技術(shù)引入教學中［12］。此方法僅大致講解了Keil軟件的編寫、編譯、調(diào)試，而沒有提及Keil的串口調(diào)試、串口顯示程序結(jié)果功能。

文中采用在單片機C語言程序設(shè)計教學中利用Keil軟件編寫、編譯程序，在Keil軟件的串口調(diào)試模式下驗證教材理論知識的方法。本方法實現(xiàn)的關(guān)鍵是在單片機C語言程序中加入printf語句、串口通信程序。其優(yōu)點是使用printf語句驗證單片機理論知識，使理論知識更有說服力。同時，在理論教學中使學生學會Keil軟件基本使用和調(diào)試方法。

1 Keil軟件串口調(diào)試的實現(xiàn)

1.1 Keil串口調(diào)試方法

在單片機C語言程序設(shè)計教學中使用Keil軟件的編譯、調(diào)試、串口功能。方法的實現(xiàn)包括:單片機的C語言主要功能實現(xiàn)、增加printf語句、增加串口通信程序、Keil串口調(diào)試功能的使用。

1.2 printf語法

1）printf的格式

printf（）函數(shù)的調(diào)用格式為:printf（"<格式化字符串>"，<參量表>）。

printf詳細用法可從Keil軟件的幫助文件里查看。方法是打開Keil軟件，在Keil窗口點擊HelpuVision Help，打開help界面，然后在help界面”鍵入關(guān)鍵字進行查找“中輸入printf，即可顯示printf語法。

2）printf的C51編程方法注意事項

①加入函數(shù)庫stdio.h頭文件；②當單片機C程序使用printf語句時，要增加串口通信程序。這與標準VC直接使用printf在顯示器輸出結(jié)果不同；③單片機C語言程序要加“while（1）；”語句。

2 Keil串口調(diào)試的程序編寫

2.1 C51的程序組成部分

C51的程序包括頭文件、全局變量聲明、宏定義、程序主函數(shù)、變量定義、函數(shù)聲明、子函數(shù)等。

2.2 Keil串口調(diào)試的程序編寫

以下面Cx51運算規(guī)則的關(guān)系表達式為例:

a=4，b=3，c=1；

d=（（a>b）==c）；

d結(jié)果為1。

程序如下，其命名為test1.c:

/*假定波特率9 600 bit/s，單片機晶振11.059 2 MHz*/

/*頭文件*/

#include

#include

/*宏定義*/

#define T1_INIT_VALUE 0xFD

/*定時器1初始值設(shè)定0xFD*/

/*程序主函數(shù)*/

void main（void）

｛

/*變量定義*/

unsigned char a=4，b=3，c=1；

unsigned int d；

/*定時器和串口初始化并配置相關(guān)寄存器*/

SCON=0x50；//8位數(shù)據(jù)，可變波特率

TMOD&=0x0f；//清除定時器1模式位

TMOD|=0x20； //設(shè)定定時器1為8位自動重裝方式

TL1=T1_INIT_VALUE；//設(shè)定定時初值

TH1=T1_INIT_VALUE；//設(shè)定定時器重裝值

ET1=0；//禁止定時器1中斷

TR1=1；//啟動定時器1

TI=1； //必須置高TI

d=（（a>b）==c）；

/*死循環(huán)*/

while（1）；

｝

3 Keil串口調(diào)試技術(shù)使用

Keil串口調(diào)試使用方法如下所述。

1）安裝Keil 4.0軟件。打開Keil 4.0軟件，新建一個工程。命令為project_New uVision Project，此時出現(xiàn)Create New Project窗口。在Create New Project窗口中定義工程保存地址和工程名。這里工程名取為test。點擊窗口保存按鍵。

2）彈出如圖1所示的窗口，選擇Atmel公司的AT89C51，點擊OK。

圖1 選擇單片機型號窗口

3）彈出如圖2所示的窗口，選擇否。

4）工程配置。選擇命令:工具欄 Project_Options for Target‘Target1’。彈出工程參數(shù)設(shè)置窗口。在窗口中，晶振改為11.059 2 MHz。由于使用Keil調(diào)試，不用生成hex，其他參數(shù)不用修改。

5）建立程序。命令File-New，出現(xiàn)Text1文檔。將程序test1.c拷貝進Text1文檔。程序保存，命名為test1.c。單片機C語言的后綴名.c。

圖2 加載8051啟動代碼選擇窗口

6）程序裝載進工程里。選擇Keil軟件窗口左側(cè)Source Group 1，點擊鼠標右鍵Add Files to Group‘Source Group 1，彈出如圖3所示的窗口，選擇剛編寫的程序test1.c，再點擊Add。

圖3 單片機C語言程序加載窗口

7）選擇編譯。選擇命令project—Build target。Build Output窗口顯示0 Error（s），0 Warning（s）。編譯成功。

8）進入調(diào)試模式。選擇Keil軟件工具欄Debug-Start/Stop Debug Session，選擇工具欄UART#1串口，如圖4所示。

圖4 Keil調(diào)試串口打開

9）在調(diào)試窗口左下側(cè)，出現(xiàn)URAT#1窗口。10）點擊Debug-Run，得到程序test1.c的結(jié)果。如圖5所示。

圖5 程序運行串口1結(jié)果顯示

4 程序運行結(jié)果

程序驗證結(jié)果:

當a=4，b=3，c=1；d=（（a>b）==c）；計算結(jié)果為1。程序驗證與計算結(jié)果一致。

當a=3，b=4，c=1；d=（（a>b）==c）；用程序驗證結(jié)果為0。程序驗證與計算結(jié)果一致。

5 結(jié)束語

本文對Keil串口調(diào)試技術(shù)，得出以下兩點結(jié)論。

1）變量定義變化的情況。

test1.c的程序語句unsigned char a=4，b=3，c=1；改為unsigned int a=4，b=3，c=1；結(jié)果一致。

test1.c的程序語句unsigned int d；改為 unsigned char d；程序輸出結(jié)果錯誤，說明算數(shù)輸出格式要為整型。其他算數(shù)例子也可以用此例來做參考。

2）單片機C51編程和標準VC的用法不同。

當程序使用printf語句時，單片機的程序要加串口通信程序，才能實現(xiàn)顯示器輸出結(jié)果。而標準VC的輸出僅僅用printf就可以實現(xiàn)顯示器輸出結(jié)果。單片機的程序要加 “while（1）；”而標準VC不用。

綜上分析，可以得出，在單片機C語言程序設(shè)計教學中使用Keil軟件串口調(diào)試技術(shù)，使理論教學更有說服力，并使得學生在學習中接觸實際調(diào)試程序的方法。

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［7］鄭小梅，擺銀龍，趙方.Proteus和Keil軟件在單片機教改中的應用［J］.裝備制造技術(shù)，2011（4）: 224-226.

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［11］許月琳，王勇.《單片機》課程教改的探討［J］.機械職業(yè)教育，2006（3）:39-40.

［12］侯殿有.單片機C語言程序設(shè)計［M］.北京:人民郵電出版社，2010: 3-10.

Teaching Reform of C Language Programming of SCM

TANG Jing1，ZHAO Changhao2，ZHAI Lijie3
（1.School of Mechanical Electronic and Automobile Engineering，Chongqing Jiaotong University，Chongqing 400074，China；2.Jinshan Science and Technology，Chongqing 401120，China；3.Department of Physics and Electrical Engineering，Weinan Normal University，Weinan 714000，China）

C language programming of SCM is a course with strong practice，which is mainly programmed by Keil software.In teaching，theoretical teaching and practical teaching should be put together.And the practical teaching should verify the correctness of theoretical teaching.The C language of SCM mostly uses Keil software to program.Keil software is currently popular with microcontroller compiler software.When having a class of microcontroller C programming language design，Keil software serial debugging technique is to introduce into the teaching，and add serial communication program and the sentence of printf in SCM C programming.Then one can use the serial debug window of Keil software to display the results of theoretical knowledge in textbooks with C language of SCM.This reform strengthens persuasion of theoretical knowledge，verifies the correctness of the program and makes the teaching process more rigorous.

SCM theoretical teaching；SCM practical teaching；Keil software；serial debugging technology

G642.0

A

10.3969/j.issn.1672-4550.2016.05.047

2015-02-23；修改日期：2015-03-18

重慶交通大學實驗教學改革與研究基金資助項目（SYJ201315）。

唐 靜（1981-），女，碩士，實驗師，主要從事單片機，計算機語言的教學工作。