基于单片机的八路智能抢答器的毕业设计

4 软件设计模块 (3)4.1单片机编程语言 (3)4.2系统程序设计 (6)4.3主程序 (7)4.4 非法抢答查询子程序 (11)4.5 抢答时间调整子程序 (13)4.6 正确抢答处理程序 (15)4.7 显示处理程序 (17)4.8 报警程序 (18)5 结论 (19)参考文献 (21)致谢 (22)4 软件设计模块4.1单片机编程语言随着单片机技术日新月益的发展，很多人经常会被单片机的各种各样的编程语言搞糊涂。

因为单片机目前的编程语言常见的有4种，即汇编语言、C语言、PL／M和BASIC 语言。

究竟要学习哪一种编程语言好呢?下面我们对这4种语言作详细介绍。

BASIC编程语言BASIC是一种高级语言，它的英文含义是“初学者通用符号指令代码”，是在1965年5月，由美国科学家托马斯·库尔兹研制出来的。

10多年后，微软公司把它移植到微型机上。

几十年来，BASIC语言一直被认为是初学者编程的语言。

它已经由QBASIC 发展到VB#版本，具备了很多结构化思想和编程方式，如函数、模块、局部变量、全局变量、数据传递等。

早期的BASIC语言由于生成的代码不是最终目标机器的代码，而是经过一个RUNTIME程序解释后运行的，所以执行效率低，但这种逐行解释的方法很容易找到程序中的错误，而不是当程序执行完才能显现出来。

而单片机的BASIC编译器是直接将程序代码编译成相应芯片的机器码，不需要在单片机的内存中驻留RUNTIME程序，执行效率与其他编译器编译出来的一样。

此外还需要注意，BASIC为简化使用变量，所有变量都用浮点值，这一点与c语言存在差异。

以MCS—Electronics公司开发出来的BASCOM一8051开发环境为例，简要介绍以BASIC语言为基础的单片机编程系统。

它和一般BASIC语言一样具有如：For、To、Step、If、Else、End、SelectCase等等命令，其用法及功能是没什么区别的，因此比较容易人门。

另外，它还有针对单片机硬件所设计的命令如：LCD命令可以用一条命令来实现LCD的显示操作。

Cls ／清LCD屏Lcd“How are you”／向LCD输人字符串“How are you”类似于这样的命令主要是提供了直接对单片机及其外部硬件的操作，特别是提供了对单片机端口的直接操作，如：P1，P2，P2．1，Po．3等等，简化了整个开发过程，是开发人员重点学习的部分。

PL／M编程语言PL／M语言是Intel公司从8080微处理器开始为其系列产品开发的编程语言，其特点是：（1）简单易学PL／M一51语言只有两类语句：一类是说明语句，用于说明变量和过程；另一类是可执行语句，如赋值语句、条件语句和循环语句等。

这些语句的功能和BASIC语言中相应的语句相似，如：P1=02H；／·赋值语句十／IF M>2 THEN N=P1；／十条件语句}／Do M=0 To 10；／·循环语句}／（2）可读性好PL／M一51是一种结构化语言，其程序是模块式结构，可采用缩进式方法书写源程序，使程序层次清楚，便于理解和阅读。

一个完整的程序可由多个模块组成，而每个模块又是由多个程序块构成。

这样一个大型的程序就可以分解成多个小的模块，分别完成一部分功能，可由多人共同完成，这样就大大降低了编程周期，提高了工作效率。

这种模块化的程序设计增加了程序设计的灵活性和方便性。

（3）可靠性高PL／M一51编译软件检查用户程序对单片机的各种资源使用情况，对冲突使用情况或不合理使用情况能提出警告，并能自动为用户程序合理分配内存，避免计算机中有效资源的浪费，为使用者提供方便。

（4）隔离性好PL／M一51中，既可有全局的静态变量，也可有局部的动态变量，对于全局性的静态变量，其性质和BASIC中的变量一样，该变量在整个程序中均有效。

对于局部的动态变量，它只有在其所说明的程序块中或该过程中有效，在该程序块或该过程之外则无效。

局部动态变量的特点是，当由多个人共同编制一个程序中的不同模块时，而不必担心是否使用了相同的标识符而发生冲突，在最终调试程序时大大减小了工作量。

（5）兼容性好PL／M一51可同汇编语言或其他语言的目标模块连接起来，生成可执行代码。

如果用户必须使用汇编语言编制一段程序，或是想利用已调好的汇编语言程序块，那么该段汇编可以很方便地连接到PL／M一51程序目标块中。

（6）具有良好的算法库和库管理能力PL／M一51语言具有Intel公司所提供的算法库和库管理功能。

用户能利用现成的算法库完成加、减、乘、除等运算，并能建立自己的特定算法库，使得编程一劳永逸，提高软件的开发效率。

由上面几点可见，PL／M语言是类似于Pascal一种语言，是一种结构化语言。

PL ／M编译器好像汇编器一样可产生紧凑代码，可以说它是一种”高级汇编语言”，可详细控制着代码的生成。

但对51系列的单片机来说，PL／M不支持复杂的算术运算、浮点变量而且无丰富的库函数支持。

学习PL／M无异于学习一种新语言，难度相对较大，需要花费较多的时间和精力。

汇编语言汇编语言是一种用助记符来表示机器指令的符号语言，是最接近于机器码的一种语言。

其主要优点是占用资源少，程序执行效率高。

由于它一条指令就对应一条机器码，每一步的执行动作都很清楚，并且程序大小和堆栈调用情况都容易控制，调试起来也比较方便。

但是不同的类型的单片机，其汇编语言可能有点差异，所以不易移植。

比如你在PICl2CESl8单片机上用汇编语言编了一个程序，到了STC89C51单片机上那可就运行不了，因为他们的指令系统是有区别的。

单片机的汇编语言非常像其他汇编语言。

指令系统比第一代微处理器要强一些。

但单片机拥有不同存储区域使得其编程变得复杂一些，可是作为单片机编程人员，懂得汇编语言就可帮助你了解影响任何语言效率的特殊规定。

例如，懂得汇编语言指令就可以使用在片内RAM作变量的优势，因为片外变量需要几条指令才能设置累加器和数据指针进行存取。

同样的，当要求使用浮点数和启用函数时也只有具备汇编编程经验才能避免生成庞大的、效率低的程序，对于这方面的编程，没有汇编语言是做不到的。

C语言单片机的C语言是一种编译型程序设计语言，它兼顾了多种高级语言的特点，并具备汇编语言的功能。

C语言具有功能丰富的库函数，运算速度快，编译效率高，有良好的可移植性，而且可以实现直接对系统硬件的控制。

此外，c语言程序具有完整的程序模块结构，从而为软件开发中采用模块化程序设计方法提供了有力的保障。

与汇编语言相比，有如下优点：对单片机的指令系统不要求了解，仅要求对5l的存储器结构有初步了解，至于寄存器分配、不同存储器的寻址及数据类型等细节均由编译器管理，降低了对编程人员的要求。

程序有规范的结构，可分为不同的函数。

这种方式可使程序结构化，将可变的选择与特殊操作组合在一起，改善了程序的可读性。

编程及程序调试时间显著缩短，从而提高效率。

提供的库包含许多标准子程序，具有较强的数据处理能力，已编好程序可容易的植入新程序，因为它具有方便的模块化编程技术。

单片机c语言作为一种非常方便的语言而得到广泛的支持，c语言程序本身并不依赖于机器硬件系统，基本上不做修改就可根据单片机的不同较快地移植进来。

前面已经提及，用单片机汇编语言编写的程序代码虽然效率高，但学习起来相对难度较大，而且对于一个大型项目，如果完全采用汇编语言来编程，就显得很繁琐，尤其是遇到算法方面的问题时，汇编语言根本就应付不了。

况且现在单片机的主频在不断的提高，在高频率时钟的作用下，我们完全不需要那么高效率的代码；另外，单片机的ROM和RAM空间也在不断地增加，足够装得下你用c语言写的任何程序代码，单片机c语言相关的资料又多又好找，可移植性非常好，比如只需要改变一个输入输出口写个温度传感器的程序在任何一个单片机上都能使用。

由此可见用单片机C语言进行程序设计，已成为单片机软件开发的一个主流。

当然，有时候用单片机C语言也不能够实现所有要编写程序的功能，比如当想编写一个精确控制的定时程序时，用起汇编语言来还是比较方便的。

综上所述，单片机的4种编程语言各有各的优缺点。

现实中，人们用的单片机编程语言最多的是c语言和汇编语言，作为单片机简单的开发或者用单片机设计的小型系统，还是应该用汇编语言，不一定要很精很熟悉，但有一定的了解就可以进行编程练习。

因为汇编语言程序除了具有简洁明快、跳跃性强、占ROM资源少等优点以外，还因它和单片机底层硬件紧密联系，可以让初学者更加了解单片机硬件系统及各种资源，熟悉各个功能模块的作用，从而为编出更高效率的程序打好扎实的基础。

4.2系统程序设计本系统由于较简单，程序内容相对较少，本着简单易懂的原则，所以采用汇编语言实现其软件的设计。

进行汇编语言程序的编写应遵循以下四个步骤：构思：其主要工作是分析题意，制作程序流程图。

流程图的逻辑必须符合题意要求。

布局：其主要工作是分配单片机资源，包括程序地址分配，片内储存单元分配。

如确定个程序段起始地址，确定某一片内RAM单元作为数组指针等。

编写：根据布局安排，将程序流程图转换为单片机指令。

做到在流程图各环节相应指令对应的同时，提高运用指令的技巧性。

修改：对程序进行编译和试运行。

如果运行不正确的话，一定要找出其中的差异来。

要知道，编写程序就是不断的尝试错误，在调试中不断修改，提供程序的可靠性欲程序结构的合理性。

该系统应用程序由主程序和子程序模块组成。

系统应用程序采用结构化模块设计，从功能上看，主要包括：主程序、电源检测程序、报警程序、控制程序等。

下边对程序流程进行介绍。

4.3主程序智能抢答器在正常工作的情况下，首先对控制系统进行初始化，然后进行键盘扫描，判断主持人是否按下了“开始抢答”按键，如果按键没有按下，则执行非法抢答查询子程序，判断是否有选手发生了抢答现象；如果“开始抢答”按键按下则执行倒计时子程序和显示子程序，并调正常抢答处理子程序。

其中倒计时程序包括抢答倒计时和回答倒计时。

任何控制系统开始正常工作前都必须要进行初始化，在其它应用程序确定之后，本部分程序设计在于协调各部分程序之间的关系，以促使各部分程序之间有序运行，达到进一步优化程序设计的目的。

本部分程序设计主要包括中断的初始设置和相关系统运行参数的初始设置两大部分。

中断初始设置中除了设置单个中断源是否允许中断和各个中断源互相之间的优先级关系外，针对于某一类具体的中断源，还有其特定的设置要求。

在本文的程序设计中，主要体现在定时/计数器中断和外部中断两类中断源的特定设置。

定时/计数器中断的设置：由于程序中均使用两个定时/计数器的定时功能，在使用前，需要设置两个定时/计数器为定时功能模式；在确定了定时功能模式后，定时/计数器将有多种工作方式可供选择。