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經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展，單片機越來越近地走入我們的實現生活中，掌握單片機技術是現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，就是將單片機系統程序按功能區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組裝起來編寫主程序就可以完成程序的大部分開發任務，大大節省了編程時間同時避免了大量的編程錯誤。縮短了開發進程。

以微軟的面象對象編程技術為例，在windows出現以前，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為簡單問題，可以多人協同工作，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的輸入輸出，模塊是經過反復論證可行的。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，可以用1602數字液晶，可以用靜態數碼管，也可以用動態數碼管，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，的編程經驗就越豐富，網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的初始化函數調用及數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的初始化任務及數碼管的動態掃描顯示。按鍵控制模塊的任務是實現時間的調整。整個程序條理清楚，各個模塊分工協作，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。