【導讀】在本系統(tǒng)的設計中，利用光敏電阻阻值隨光強的變化特性來檢測光強，編程處理數(shù)據(jù)進行光強的比較，最后通過數(shù)碼管顯示檢測結果。強度檢測儀的整體功能，可顯示最大光照強度及光強照射方向。

　　

【正文】 各個功能模塊的內容 與工作 方 式 做了介紹 ，是本論文主要介紹的內容。 經(jīng)查閱相關資料確定了 本文所需要設計的單片機的類型 — AT89C51。根據(jù)實際情況與技術要求，結合已確定的系統(tǒng)結構框圖對各部分進行設計，包括單片機最小系統(tǒng)、光敏電阻網(wǎng)絡、 A/D 模數(shù)轉換、數(shù)碼管顯示電路以及輸出選擇電路 ，并對每一部分都進行了較詳細的敘述。 哈爾濱工程大學 本科 生 畢業(yè) 設計 23 第 4 章 系統(tǒng)軟件 設計 軟件流程圖 軟件 流程圖如下 圖 ： 圖 軟件流程圖 開始 單片機初始化 A/D 模數(shù)轉換函數(shù)定義 光強數(shù)值顯示函數(shù)和光照方向顯示函數(shù)定義 掃描三個光敏電阻對應的端口 判斷它們大小并給出其中最大值及其方向 光強顯示及方向顯示，并 延時 顯示數(shù)值為（ X40） *10/21 哈爾濱工程大學 本科 生 畢業(yè) 設計 24 Keil 軟件 Keil 軟件簡介 Keil C51 是美 國 Keil Software 公司出品的 51 系列兼容單片機 C 語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比， C 語言在功能上、結構性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學易用。 Keil 提供了包括 C 編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調試器等在內的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境（ uVision）將這些部分組合在一起。運行 Keil 軟件需要 WIN9 NT、 WIN202 WINXP 等操作系統(tǒng)。如果使用 C 語言編程，那么 Keil 幾乎就是你的不二之選，即使不使用 C 語言而僅用匯編語言編程，其方便易用的集成環(huán)境、強大的軟 件仿真調試工具也會令你事半功倍。 Keil C51生成的目標代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。 與匯編相比， C 語言在功能上、結構性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學易用 。 C 語言豐富而實用的語句決定了 C 語言程序靈活性以及強大的代碼組織能力 ， 利用 C 語言，我們可以很方便地編寫出龐大的工程，可以很輕松地實現(xiàn)多人協(xié)作編程。 用過匯編語言后再使用 C 來開發(fā)，體會更加深刻。 Keil C51 軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調試工具，全 Windows 界面 。 下圖為 Keil 軟件主界面。 圖 Keil軟件界面 哈爾濱工程大學 本科 生 畢業(yè) 設計 25 Keil 工程的建立 及編譯 首先啟動 Keil 軟件的集成開發(fā)環(huán)境，可以從桌面上直接雙擊 uVision 的圖標以啟動該軟件。 UVison 啟動后，程序窗口的左邊有一個工程管理窗口，該窗口有 3 個標簽，分別是 Files、 Regs、 和 Books，這三個標簽頁分別顯示當前項目的文件結構、 CPU的寄存器及部份特殊功能寄存器的值（調試時才出現(xiàn)）和所選 CPU的附加說明文件 源文件的建立 使用 菜單“ FileNew”或者點擊工具欄的新建文件按鈕 ,即可在項目窗口的右側打開一個新的文本編緝窗口，在該窗口中輸入?yún)R編語言源程序 保存該文件，注意必須加上擴展名（匯編語言源程序一般用 asm或 a51 為擴展名），這里假定將文件保存為 。 需要說明的是，源文件就是一般的文本文件 ,不一定使用 Keil 軟件編寫，可以使用任意 文本編緝器編寫，而且， Keil 的編緝器對漢字的支持不好，建議使用 UltraEdit之類的編緝 軟件進行源程序的輸入。 建立工程文件 在項目開發(fā)中，并不是僅有一個源程序就行了，還要為這個 項目選擇 CPU（ Keil支持數(shù)百種 CPU，而這些 CPU 的特性并不完全相同），確定編譯、匯編、連接的參數(shù)，指定調試的方式，有一些項目還會有多個文件組成等，為管理和使用方便， Keil 使用工程（ Project）這一概念，將這些參數(shù)設置和所需的所有文件都加在一個工程中，只能對工程而不能對單一的源程序進行編譯（匯編）和連接等操作，下面我們就一步一步地來建立工程。 點擊“ ProjectNew Project?”菜單，出現(xiàn)一個對話框，要求給將要建立的工程起一個名字，你可以在編緝框中輸入一個名字（設為 exam1），不 需要擴展名。點擊“保存”按鈕，出現(xiàn)第二個對話框， 如圖 所示，這個對話框要求選擇目標 CPU（ 即你所用芯片的型號）， Keil 支持 的 CPU很多 ，我們選擇 Atmel 公司的 89C51 芯片 。 點擊ATMEL 前面 的“ +”號， 展開 該層，點擊其中 的 89C51，然后再點擊“確定”按鈕，回到主界面，此時，在工程窗口的文件頁中，出現(xiàn)了“ Target1”，前面有“ +”號，點擊“ +”號展開，可以看到下一層的 “ Source Group1”，這時的工程還是一個空的工程，里面什么文件也沒有，需要手動把剛才編寫好的源程序加入，點擊“ Source Group1”使其反白顯示，然后，點擊鼠標右鍵，出現(xiàn)一個下拉菜單，如圖 2 所示。選中其中的“ Add file to Group”“ Source Group1”，出現(xiàn)一個對話框，要求尋找源文件，注意，該哈爾濱工程大學 本科 生 畢業(yè) 設計 26 對話框下面的“文件類型” 默認為 C source file(*.c)，也就是以 C 為擴展名的文件，而我們的文件是 以 asm為 擴展名的，所以在列表框中找不到 ， 要 將文件類型改掉，點擊對話框中“文件類型”后的下拉列表，找到并選中“ Asm Source File(*.a51,*.asm)， 這樣， 在列表框中就可以找到 。 雙 擊 文件，將文件加入項目，注意，在文件加入項目后，該對話框并不消失，等待繼續(xù)加入其它文件，但初學時常會誤認為操作沒有成功而再次雙擊同一文件，這時會出現(xiàn)如圖 4 所示的對話框，提示你所選文件已在列表中，此時應點擊“確定”， 返回 前一對話框，然后點擊“ Close” 即可 返回主界面，返回后，點擊“ Source Group 1”前的加號，會發(fā)現(xiàn) 文件已在其中。雙擊文件名，即打開該源程序。 圖 工程建立好以后，還要對工程進行進 一步的設置，以滿足要求。 首先點擊左邊 Project 窗口的 Target 1，然后使用菜單“ ProjectOption for target‘ target1’ ” 即出現(xiàn)對工程設置的對話框，這個對話框可謂非常復雜，共有 8 個 頁面，要全部搞清可 不容易 ，好在絕大部份設置項取默認值就行了。 設置對話框中 的 Target 頁面，如 圖 5 所示， Xtal 后面 的數(shù)值是晶振 頻率 值，默認值是所選 目標 CPU的 最高可用頻率值，對于 我們所選的 AT89C51 而言 是 24M，該數(shù)值與最終產生的目標代碼無關，僅用于軟件模擬調試時顯示程序執(zhí)行時 間。正確 設置該數(shù)值可使顯示時間與實際所用時間一致，一般將其設置成與你的硬件所用晶振頻率相同，如果沒必要了解程序執(zhí)行的時間， 也 可以不設，這里設置 為 12。 Memory Model 用于設置 RAM 使用 情況， 有 三個選擇項， Small 是 所有變量都在單片機的內部 RAM 中； Compact 是 可以使用一頁外部 擴展 RAM， 而 Larget 則 是可以使用 全部外部 的 擴展 RAM。 Code Model 用于設置 ROM 空間 的使用，同樣也有三個選擇項， 即 Small 模式 ，只用 低于 2K 的 程序空間； Compact 模式，單個函數(shù)的代碼量不能 超過 2K， 整個程序可以使用 64K 程序空間； Larget 模式，可用 全部 64K 空間 。哈爾濱工程大學 本科 生 畢業(yè) 設計 27 Use onchip ROM 選擇 項，確認是否僅使用片內 ROM（ 注意：選中該項并不會影響最終生成的目標代碼量）； Operating 項是操作系統(tǒng)選擇， Keil 提供 了兩種操作系統(tǒng)： Rtx tiny 和 Rtx full， 關于 操作系統(tǒng)是另外一個很大的話題了，通常我們不使用任何操作系統(tǒng)，即使用該項的默認值 :None（不使用任何 操作系統(tǒng)）； Off Chip Code memory 用以 確定系統(tǒng) 擴展 ROM 的地址范圍， Off Chip xData memory 組用于確定系統(tǒng) 擴展 RAM的地址范圍，這些選擇項必須根據(jù)所用硬件來決定，由于該例是單片應用， 未 進行任何擴展，所以均不重新選擇，按默認值設置。 圖 設置對話框中的 OutPut 頁面，如 圖 所示，這 里面 也有多個選擇項， 其中 Creat Hex file 用于 生成可執(zhí)行代碼文件（可以用編程器寫入單片機芯片的 HEX 格式文件，文件的擴展名為 .HEX），默認情況下該項未被選中，如果要寫片做硬件實驗，就必須選中該項，這一點是初學者易疏忽的，在此特別提醒注意。 選中 Debug information 將 會產生 調試信息， 這些 信息用于調試，如果需要對程序進行調試，應當選中該項。 Browse information 是產生瀏覽信息，該信息可以用 菜單 viewBrowse 來 查看，這里取默認值。按鈕 “ Select Folder for objects” 是用來選擇最終的目標文件所在的文件夾，默認是與工程文件在同一 個文件夾中。 Name of Executable 用于 指定最終生成的目標文件的 名字 ，默認與工程的名字相同， 這 兩項一般不需要更改。工程設置對話框中的其它各 頁面與 C51 編譯選項、 A51 的匯編選項、 BL51 連接器 的連接選 項等用法有關，這里均取默認值，不作任何修改。 圖 以下僅對一些有關頁面中常用的選項作一個簡單介紹。 Listing 標簽頁用于調整生成的列表文件選項。在匯編或編譯完成后將產生哈爾濱工程大學 本科 生 畢業(yè) 設計 28 （ *.lst）的列表文件，在連接完成后也將產生（ *.m51）的列表文件，該頁用于對列表文件的內容和形式進行細致的調節(jié)，其中比較常用的選項是“ C Compile Listing”下的 “ Assamble Code”項， 選中 該項可以在列表文件中 生成 C 語言 源程序所對應的匯編代碼。 C51 標簽 頁用于 對 Keil 的 C51 編譯 器的編譯過程進行 控制， 其中 比較常用的是“ Code Optimization”組， 該組 中 Level 是 優(yōu)化等級， C51 在 對源程序進行編譯時， 可以 對代碼多 至 9 級 優(yōu)化，默認使用 第 8 級 ，一般不必修改，如果在編譯中出現(xiàn)一些問題，可以降低優(yōu)化級別試一試。 Emphasis 是 選擇 編譯 優(yōu)先方式，第一項是代碼量優(yōu)化（最終生成的代碼量小）； 第二項是 速度優(yōu)先（最終生成的代碼速度快）；第三項是缺省。默認的是速 度優(yōu)先，可根據(jù)需要更改。 設置 完成后按確認返回主界面，工程文件建立、設置完畢。 在設置好工程后，即可進行編譯、連接。選擇 菜單 ProjectBuild target，對當前工程 進行 連接，如果當前文件已修改，軟件會先對該文件進行編譯，然后再連接以產生目標代碼； 如果 選擇 Rebuild All target files 將會對當前工程中的所有文件重新進行編譯然后再連接，確保最終生產的目標代碼是最新的， 而 Translate ? .項則 僅對 該文件進行編譯，不進行連接。 以上操作也可以通過工具欄按鈕 直接 進行。 圖 是 有關編譯、設置的工具欄按鈕，從左到右分別是：編譯、編譯連接、全部重建、停止編譯和對工程 進行 設置。編譯過程中的信息將出現(xiàn)在輸出窗口中 的 Build 頁 中，如果源程序中有語法錯誤，會有錯誤報告出現(xiàn)，雙擊該行，可以定位到出錯的位置。 圖 對源程序反復修改之后， 最終 會得到如 圖 所 示的結果，提示獲得了名 為 的文件，該文件即可被編程器 讀入 并寫到芯片中，同時還產生了一些其它相關的文件，可被 用于 Keil 的 仿真與調試， 這時 可以進入下一步調試的工作。 圖 哈爾濱工程大學 本科 生 畢業(yè) 設計 29 程序清單 include define uchar unsigned char define uint unsigned int define adcdata P0 define led P1 define clock P2_0 define start P2_1 define eoc P2_3 define adda P2_4 define addb P2_5 define addc P2_6 define oe P2_7 uchar temp。 float temp1。 uint temp2。 void delay(uchar xms) { uchar i,j。 for(i=xms。i0。i) for(j=120。j0。j)。 } void leddisply() { temp1=temp**500。