單片機在線開發環境設計

文/陳倚重

目前高職院校單片機課程主要以51系列單片機為教學目標，集成開發環境（IDE）則采用ARM公司的Keil，具備了程序輸入、編輯、編譯、仿真、調試等多種功能，但作為單片機初學人員來說，IDE很多功能用不到，而且現在軟件文件動不動幾百M到幾個G，安裝越來越繁瑣。比如很多單片機系統程序只需一個源文件就可以，完全可以用編輯軟件編輯完后，用命令行的方式生成HEX文件下載到開發板上。

該文針對高職院校單片機教學要求設計了單片機系統開發軟件，采用網絡方式，利用瀏覽器登錄就可以使用單片機系統開發所需的程序編輯、編譯等功能，能生成硬件所需的HEX文件。通過該系統可以解決教學的場所問題，不用因為軟件安裝問題必須固定在一個實訓室，也無需對學生機軟件進行維護；還可以解決單片機學習的共享問題，在網絡上相互分享程序開發心得。

1 系統設計

1.1 基本框架

如圖1所示，系統采用BS架構，即瀏覽器-服務器架構，在這種結構下，通過瀏覽器來進入工作界面，極少部分事務邏輯在前端（Browser）實現，主要事務邏輯在服務器端（Server）實現，形成三層（3-tier）結構。這樣使得客戶端電腦負荷大大簡化（因此被稱為瘦客戶端），減輕了系統維護、升級的支出成本，降低了用戶的總體成本（TCO）。

1.2 工作原理

圖1：BS架構

圖2：工作原理

瀏覽器通過Web表單提交C源程序，在服務器端調用編譯軟件編譯源文件，如產生錯誤，讀取錯誤信息發送到瀏覽器編譯信息窗口，提示用戶程序的錯誤信息；編譯通過則將編譯后生成的HEX文件通過鏈接的方式發送給用戶供下載。如圖2所示。

2 瀏覽器端

圖3：瀏覽器窗口

用戶通過瀏覽器編寫程序。主要包含了三個子模塊，文件管理區、程序編輯區、信息反饋區。瀏覽器窗口如圖3所示。

2.1 文件管理區

文件管理區便于用戶管理自己的程序源文件，可以創建、增刪文件。當項目開發涉及多個文件時，引入包的概念，將其包含在一個目錄里面。

2.2 程序編輯區

用戶通過源程序編輯區界面輸入、編輯、提交代碼。利用CSS3、JavaScript 以及Bootstrip等技術制作網頁。采用bui框架，使用戶在編輯程序時，代碼能夠高亮顯示并自動縮進，能夠自動生成代碼列表，方便用戶，減少編寫代碼錯誤。實現屏蔽瀏覽器兼容差異的無刷新提交，優化用戶體驗。

2.3 信息反饋區

當程序提交服務器編譯后，服務器讀取編譯的信息反饋到信息反饋區，如果有錯誤則顯示錯誤提示，沒有錯誤則顯示編譯的基本信息，并把編譯文件以鏈接的方式顯示在信息反饋區上供用戶下載。

3 服務器端

在服務器端搭建Apache Tomcat + MySQL的服務支持，當服務器接收到瀏覽器發送來的源程序后，調用C51.exe對文件進行編譯產生.obj目標文件，再調用BL51.exe對生成的目標文件進行鏈接定位，生成絕對目標文件，最后調用OH51.exe對絕對目標文件進行轉換，生成.hex可執行文件，最后將.hex文件鏈接發送到瀏覽器端。

4 結語

傳統的單片機集成開發環境是單機模式的，使用前都需要進行安裝。學期前，為了能夠使教學順利的進行，實訓室管理員在學期開始就要將所有的軟件安裝到每一臺機器上，然后不時維護因使用不當而出現的軟件錯誤?；诰W絡的單片機開發平臺解決軟件在安裝、維護的問題，減少不必要的工作。

基于網絡的單片機開發平臺可以使用戶不用理會空間和時間的限制，只要可以訪問網絡，就可以隨時隨地的進行單片機的開發，用戶也可以及時的方便的進行交流。