【ch01】一种新的C语言学习方式

机器人程序设计(C语言)新工科建设之路·机器人技术与应用系列一种新的C语言学习方式第一章单片机和微控制器一台能够工作的计算机包括CPU(CentralProcessingUnit,中央处理单元，进行运算和控制，包括运算器和控制器等)、存储器(如RAM、ROM等)、输入设备、输出设备(包括串行/并行接口、USB等)。下述基本智能任务和综合竞赛任务：人机对话，交换信息。完成精确的运动轨迹。安装传感器，以探测周边环境。基于传感器信息做出决策。循线完成机器人游历、智能搬运、擂台赛等任务。机器人与C语言学习平台具体步骤包括：①安装编程开发环境。②连接机器人到电池或者供电的电源。③连接教学板到计算机，以便编程调试和交互。④运用C语言编写第一个单片机程序，运用编译器编译生成可执行文件，下载到单片机，观察机器人单片机教学板的执行结果。⑤断开电源。获得软件01获得软件1.C51单片机C语言集成开发环境KeilC语言是美国KeilSoftware公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，与汇编相比，C语言在功能、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。2.ISP软件Progisp是一款免费下载的ISP软件，不需要专门的安装即可使用，非常方便。使用该软件，读者可以将C语言程序生成的可执行文件下载到机器人单片机上。获得软件3.串口调试软件串口调试工具就是串行通信接口调试软件，集数据发送、数据接收、数据监控、数据分析等功能于一身，具有小巧精致、操作简捷、功能强大的特点，可以在串口通信监控、设备通信测试工作中有效提高效率。安装软件02安装软件安装KeilμVision4IDE①运行KeilμVision4IDE安装程序，选择EvalVersion版进行安装。②在出现的窗口中一直单击“Next”按钮，将程序默认安装在C:\ProgramFiles\Keil文件夹下。③将安装包中的“头文件”文件夹中的文件复制到C:\ProgramFiles\Keil\C5ININC文件夹中。安装软件KeilμVision4IDE软件安装完成后，会在计算机的桌面上建立一个快捷方式。Progisp和SerialDebugTool.exe软件都不需要安装，只需将安装包复制到计算机上即可。硬件连接03硬件连接C语言教学板需要连接电源来运行，同时需要连接到计算机以便编程和交互。硬件连接连接计算机C语言教学板通过USBA转B信号线连接到计算机，程序的下载和信息的交互都通过该信号线完成。图1-3为本书使用的USBA转B信号线。硬件连接连接计算机硬件连接连接电源在一般的编程和调试时，建议使用6V/2A的电源适配器给C语言教学板供电。当需要机器人进行自主运动或者进行比赛时，用3.7V锂电池给机器人供电。将锂电池装入专门的电池盒时，注意按照标记的电池极性(“+”和“-”)装入。硬件连接教学板和单片机通电检查教学板上有一个三位开关(如图1-4所示),开关拨到“OFF”位时断开教学板电源。无论是否将电池组或者其他电源连接到教学板上，只要三位开关位于“OFF”位，那么设备就处于关闭状态。硬件连接教学板和单片机通电检查硬件连接现在将三位开关由“OFF"位拨至“1”位，打开教学板电源，如图1-5所示。教学板和单片机通电检查硬件连接教学板上有一个二位开关(如图1-6所示),当需要给单片机下载程序时，需将开关拨到“ISP”位，接通单片机下载通道。教学板程序下载与通信功能的切换第一个程序04第一个程序创建并编辑第一个程序双击KeilμVision4IDE的图标，启动KeilμVision4IDE,出现如图1-7所示的窗口，可以通过“Project”菜单的“NewProject”命令新建项目文件。第一个程序创建并编辑第一个程序①在“Project”菜单中选择“NewμVisionProject”命令(如图1-8所示),出现如图1-9所示的对话框。第一个程序创建并编辑第一个程序②在“文件名”文本框中输入“HelloRobot”,保存在需要的位置(如“E:\C语言程序设计程序”),可不用加后缀名。单击“保存”按钮，出现如图1-10所示的对话框。第一个程序创建并编辑第一个程序③选择项目芯片的类型。KeilμVision4IDE几乎支持所有的C51核心单片机，并以列表的形式给出。第一个程序第一个C语言程序：HelloRobot.c#include<uart.h>intmain(void)uart_Init();//串口初始化printf("Hello,thisisamessagefromyourRobot\(n");while(1);第一个程序第一个C语言程序：HelloRobot.c①单击图1-12中的“+”,出现如图1-14所示的列表。第一个程序第一个C语言程序：HelloRobot.c②右键单击“SourceGroup1”,在出现的快捷菜单中选择“AddFileToGroup”→“SourceGroup1”,出现“AddExistingFilestoGroupSource'Group1'”对话框，从中选择需要添加的程序文件，如刚才建立的HelloRobot.c;单击“Add”按钮，把所选文件添加到项目文件中。第一个程序第一个C语言程序：HelloRobot.c③程序文件添加到项目文件后，这时图1-14中“SourceGroup1”的前面出现“+”;单击它，将出现刚才添加的源文件名，如图1-15所示(注意，图中显示的文件名是刚才输入的文件名)。第一个程序第一个C语言程序：HelloRobot.c第一个程序编译程序下面生成下载需要的可执行文件。生成可执行的HEX文件需要对目标工程“Target1”进行编译设置。单击KeilμVisionIDE快捷工具栏中的按钮，Keil的C编译器根据要生成的目标文件类型对目标工程项目中的C语言源文件进行编译。第一个程序程序调试如果程序在编译过程中出现了错误，就不能生成可下载的十六进制执行文件。第一个程序程序调试C语言对函数名称的大小写是敏感的，也就是同一个名字不同的大小写表示的是两个函数，标准的函数大小写写错也会提示语法错误。比如，将“printf”写成了“Printf”,编译时会出现如下警告和错误信息：第一个程序程序调试首先警告程序中的Printf没有函数原型，后面是错误信息，这个函数需要ANSI型函数原型。由此可见，一个小小的语法错误可以导致编译时出现很多错误信息。总之，语法错误相对来说比较容易调试和修改，只要简单检查，就可以很快排除，特别是根据错误信息提示进行排除，就会更快。第一个程序下载可执行文件到单片机将教学板的二位开关拨至“ISP”位，单击Progisp快捷方式，打开下载软件窗口，如图1-19所示。第一个程序用串口调试软件查看单片机输出信息将教学板上的二位开关拨至“USART”位，打开串口调试软SerialDebugTool.exe,出现串口调试窗口，如图1-20所示，在左边的“通信设置”栏的“串口号”列表框中选择串口“COMxx”后，单击下面的“连接”按钮。第一个程序HelloRobot.c是如何工作的C语言是一个非常庞大的系统，是为开发大型程序而准备的。即使是最小的一个程序，其框架结构也很复杂。main()函数主体中有2行语句：第1行是串口初始化函数uart_Init(),用来规定单片机串口是如何与计算机通信的。第一个程序printf()函数print()函数称为格式输出函数，其功能是按用户指定的格式，把指定的数据输出显示。printf()函数是C语言提供的标准输出函数，定义在C语言的标准函数库中，要使用它，必须包括定义标准函数库的头文件stdio.h。第一个程序“while(1);”的作用while(1)实际上是一个死循环。HEX文件加载到单片机Flash存储器上时，是从头开始往下加载的。断开电源05断开电源工程素质和技能归纳本章涉及的主要技能①KeilμVisionIDE(集成开发环境)的安装和使用。②C语言教学板与计算机的连接。③在集成开发环境中创建目标工程文件，并添加和编辑C语言源程序。④C语言程序的编译和可执行文件的生成。⑤Progisp下载软件的使用和程序下载。⑥程序的执行和串口调试终端的使用。⑦C语言程序的基本架构和格式输出函数printf()的使用。断开电源工程素质和技能归纳常见错误①函数名称的大小写问题。②编辑窗口中可以用中文给程序进行注释，中文与英文所占的字符数不一样，一个汉字要占两个英文字符的空间。③修改的