(精品)基于单片机的超声波测距仪的设计参考毕业论文

6.2.3 距离计算子程序

当前温度和超声波往返时间均测量出来后,用C语言根据公式计算距离来编程是比较简单的算法。

根据测量距离,而其中,故可简化为: D?其实现程序算法如下:

#include

1TT,c0t1??165.7t1?2273K273K6.2.4 显示子程序和键盘扫描子程序

显示电路由四位LED组成动态扫描电路,编程非常简单。又虽然本设计共有四个按键,k0控制电源输入,不需软件编程;而k3为手动复位按键,亦不需软件编程;只有k1 、k2分别测距开始按键和距离与温度切换显示按键,级易实现。所以不赘述显示子程序和键盘扫描子程序,详情可见附录二。

第7章 软件调试及系统仿真

7.1 软件编译调试环境——Keil

单片机开发中除必要的硬件外,同样离不开软件,我们写的汇编语言源程序要变为CPU可以执行的机器码有两种方法,一种是手工汇编,另一种是机器汇编,目前已极少使用手工汇编的方法了。机器汇编是通过汇编软件将源程序变为机器码,用于MCS-51单片机的汇编软件有早期的A51,随着单片机开发技术的不断发展,从普遍使用汇编语言到逐渐使用高级语言开发,单片机的开发软件也在不断发展,Keil软件是目前最流行开发MCS-51系列单片机的软件,这从近年来各仿真机厂商纷纷宣布全面支持Keil即可看出。Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案,通过一个集成开发环境(uVision)将这些部份组合在一起。掌握这一软件的使用对于使用51系列单片机的爱好者来说是十分必要的,如果你使用C语言编程,那么Keil几乎就是你的不二之选,即使不使用C语言而仅用汇编语言编程,其方便易用的集成环境、强大的软件仿真调试工具也会事半功倍。

7.2 Keil工程文件的建立、设置与目标文件的获得

7.2.1 Keil工程的建立

首先启动Keil软件的集成开发环境,如果已正确安装了该软件,可以从桌面上直接双击uVision的图标以启动该软件。uVison启动后,程序窗口的左边有一个工程管理窗口,该窗口有3个标签,分别是Files、Regs、和Books,这三个标签页分别显示当前项目的文件结构、CPU的寄存器及部份特殊功能寄存器的值(调试时才出现)和所选CPU的附加说明文件,如果是第一次启动Keil,那么这三个标签页全是空的。

1) 源文件的建立

使用菜单“File->New”或者点击工具栏的新建文件按钮,即可在项目窗口的右侧打开一个新的文本编缉窗口,在该窗口中输入汇编语言或C语言源程序,然后保存该文件,注意必须加上扩展名(汇编语言源程序一般用asm或a51为扩展名,而C语言源程序一般用c 为扩展名),这里假定将文件保存为exam1.asm。需要说明的是,源文件就是一般的文本文件,不一定使用Keil软件编写,可以使用任意文本编缉器编写,而且,Keil的编缉器对汉字的支持不好,建议使用UltraEdit之类的编缉软件进行源程序的输入。

2) 建立工程文件

在项目开发中,并不是仅有一个源程序就行了,还要为这个项目选择CPU(Keil支持数百种CPU,而这些CPU的特性并不完全相同),确定编译、汇编、连接的参数,指定调试的方式,有一些项目还会有多个文件组成等,为管理和使用方便,Keil使用工程(Project)这一概念,将这些参数设置和所需的所有文件都加在一个工程中,只能对工程而不能对单一的源程序进行编译(汇编)和连接等操作。点击“Project->New Project?”菜单,出现一个对话框,要求给将要建立的工程起一个名字,可以在编缉框中输入一个名字(设为exam1),不需要扩展名。点击“保存”按钮,出现第二个对话框,如图7.1所示,这个对话框要求选择目标CPU,Keil支持的CPU很多,我们选择Atmel公司的89C51芯片。点击ATMEL前面的“+”号,展开该层,点击其中的89C51,然后再点击“确定”按钮,回到主界面,此时,在工程窗口的文件页中,出现了“Target1”,前面有“+”号,点击“+”号展开,可以看到下一层的“Source Group1”,这时的工程还是一个空的工程,里面什么文件也没有,需要手动把刚才编写好的源程序加入,点击“Source Group1”使其反白显示,然后,点击鼠标右键,出现一个下拉菜单,如图7.2所示。选中其中的“Add file toGroup”Source Group1”,出现一个对话框,要求寻找源文件,注意:该对话框下面的“文件类型”默认为C source file(*.c),也就是以C为扩展名的文件,而我们的文件是以asm为扩展名的,所以在列表框中找不到exam1.asm,要将文件类型改掉,点击对话框中“文件类型”后的下拉列表,找到并选中“Asm Source File(*.a51,*.asm),这样,在列表框中就可以找到exam1.asm文件了。双击exam1.asm文件,将文件加入项目,注意,在文件加入项目后,该对话框并不消失,等待继续加入其它文件,如果误认为操作没有成功而再次双击同一文件,这时会出现重复加入文件错误的对话框,提示你所选文件已在列表中,此时应点击“确定”,返回前一对话框,然后点击“Close”即可返回主界面,返回后,点击“SourceGroup 1”前的加号,会发现exam1.asm文件已在其中。双击文件名,即打开该源程序。

7.2.2 工程的详细设置

工程建立好以后,还要对工程进行进一步的设置,以满足要求。

首先点击左边Project窗口的Target 1,然后使用菜单“Project->Option for target‘target1’”即出现对工程设置的对话框,这个对话框可谓非常复杂,共有8个页面,要全部搞清可不容易,好在绝大部份设置项取默认值就行了。

设置对话框中的Target页面,如图7.3所示,Xtal后面的数值是晶振频率值,默认值是所选目标CPU的最高可用频率值,对于我们所选的AT89C51而言是24M,该数值与最终产生的目标代码无关,仅用于软件模拟调试时显示程序执行时间。正确

设置该数值可使显示时间与实际所用时间一致,一般将其设置成与你的硬件所用晶振频率相同,如果没必要了解程序执行的时间,也可以不设,这里设置为12。Memory Model用于设置RAM使用情况,有三个选择项,Small是所有变量都在单片机的内部RAM中;Compact是可以使用一页外部扩展RAM,而Larget则是可以使用全部外部的扩展RAM。Code Model用于设置ROM空间的使用,同样也有三个选择项,即Small模式,只用低于2K的程序空间;Compact模式,单个函数的代码量不能超过2K,整个程序可以使用64K程序空间;Large模式,可用全部64K空间。Use on-chip ROM选择项,确认是否仅使用片内ROM(注意:选中该项并不会影响最终生成的目标代码量);Operating项是操作系统选择,Keil提供了两种操作系统:Rtx tiny和Rtx full,关于操作系统是另外一个很大的话题了,通常我们不使用任何操作系统,即使用该项的默认值:None(不使用任何操作系统);Off Chip Code memory用以确定系统扩展ROM的地址范围,Off Chip xDatamemory组用于确定系统扩展RAM的地址范围,这些选择项必须根据所用硬件来决定,由于该例是单片应用,未进行任何扩展,所以均不重新选择,按默认值设置。

设置对话框中的OutPut页面,如图7.4所示,这里面也有多个选择项,其中Creat Hex file用于生成可执行代码文件(可以用编程器写入单片机芯片的HEX格式文件,文件的扩展名为.HEX),默认情况下该项未被选中,如果要写片做硬件实验,就必须选中该项,在此特别提醒注意。选中Debug information将会产生调试信息,这些信息用于调试,如果需要对程序进行调试,应当选中该项。Browse information是产生浏览信息,该信息可以用菜单view->Browse来查看,这里取默认值。按钮“Select Folder for objects”是用来选择最终的目标文件所在的文件夹,默认是与工程文件在同一个文件夹中。Name of Executable用于指定最终生成的目标文件的名字,默认与工程的名字相同,这两项一般不需要更改。

工程设置对话框中的其它各页面与C51编译选项、A51的汇编选项、BL51连接器的连接选项等用法有关,这里均取默认值,不作任何修改。以下仅对一些有关页面中常用的选项作一个简单介绍。

Listing标签页用于调整生成的列表文件选项。在汇编或编译完成后将产生(*.lst)的列表文件,在连接完成后也将产生(*.m51)的列表文件,该页用于对列表文件的内容和形式进行细致的调节,其中比较常用的选项是“C Compile Listing”下的“Assamble Code”项,选中该项可以在列表文件中生成C语言源程序所对应的汇编代码。

C51标签页用于对Keil的C51编译器的编译过程进行控制,其中比较常用的是“CodeOptimization”组,如图7.5所示,该组中Level是优化等级,C51在对源程序进行编译时,可以对代码多至9级优化,默认使用第8级,一般不必修改,如果在

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