单片机的c语言程序设计显示12,PIC单片机C语言程序设计（12）

ゝ一纸荒年。 2022-10-14 05:45 203阅读 0赞

6.Pic单片机C语言程序SIM软件仿真技巧(2)

鉴于C 语言模拟仿真(SIM)在学习C 语言程序时十分有用，这里笔者再进一步讨论模拟仿真的更多功能。

⑴ 模拟仿真C 程序运行的全过程，如果想要仿真查看《PIC 单片机C 语言设计程序(8)》Pic07.C 中的程序的全部运行过程(0 ～ 99 的增量)，是十分困难的，其原因是，主函数voidmain( ) 要调用显示函数display(x)，而该显示函数为了完成X++ 的0 ～ 99 任意一个增量(△为1 秒)的显示，则要通过循环语句while(d>0)进行d-- 的100 次循环(因d=100)，模拟仿真这种循环太费时。且在该循环语句while(d>0)中， 又要调用延时函数delay(200)， 使仿真更复杂。尽管这种仿真可以在MPLAB IDE 中完全正常运行，但是操作者等待时间太长。解决上述问题的最佳方法， 是改写程序pic07.C 中的一些参数，以快速完成程序模拟仿真的全过程。改写程序仍在MPLAB IDE(较高版本)集成环境下进行，改写的原则是不能减少C 程序的代码数(量)，仅改写其中少数参数值(值大的)，即不改变程序的整体工作模式。比如，将pic07.C显示函数中说明语句unsigned int d=100， 的d 值改为3，d 值决定0 ～ 99 每个增量的时间，d=100，增量时间约1 秒， 同一循环操作时间大大减少，以便我们进入程序的其他运作。又如，将pic07.C 循环语句while(d>0) 中的延时( 调用)delay(200) ；改为delay(4)， 将无限循环语句while(1) 中调用显示函数display(x) ；中的if(x==99) 改为if(x==4)。这样整个程序的逻辑功能操作，便可较快地通过模拟调试全部完成。经上述改写后的程序重新命名为pic07a.C，其清单如下：

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改写后的pic07a.C 的功能，是0 ～ 03 的增量循环计数，其增量耗时很短( 不再是1 秒)。

将pic07a.C 按照《PIC 单片机C 语言设计程序(8)》和《PIC 单片机C 语言设计程序(9)》中所述， 在MPLAB IDE 中存盘， 再进行编译，编译成功生成目标码。hex 后，便能对其进行模拟仿真操作了。

(1) 根据《PIC 单片机C 语言设计程序(10)》所述，建立模拟仿真调试环境，pic07a.C 源程序编译成功， 在MPLABIDE 窗口中， 点击Debugger( 调试命令)→ Selec TooL…… 的方法， 把pic07a.C 设置成仿真调试状态，再快速点击模拟调试快捷图标中的Animate( 动画运行) 和Hate( 停止)， 则在pic07a.C 主函数main( ) 以下的TRISA=0X10 ；的左边，会出现一黄色箭头，如图53 所示。该箭头是C 程序运行的起始位，即程序运行总是从主函数开始的。

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图53

(2)程序运行全过程，点击图53 中模拟调试快捷图标的step lnto(单步运行)，你会观察到，鼠标每点击一次step lnto 命令，图53 中的黄色箭头会沿着C 程序代码运行一次，我们只需用鼠标一次一次地点击step lnto 命令，黄色箭头就沿着主函数以下的C 代码一步一步地运行。

当点击step lnto，使黄色箭头到达while(1)语句时，程序的运行就进入到while(1) 语句的无限循环区域，这时，程序仅在while(1) 区域运行，不再返回主函数(除非复位)。下面看看，程序在while(1) 中是如何运行的。

继续用鼠标一步一步点击step lnto, 一旦黄色箭头到达调用显示函数display(x) ；，黄色箭头就会跳转到显示函数void display(unsignedint x)的说明语句中运行。注意：按上述单步运行，当黄色箭头到达unit\_bit=x%10；(送个位数显示)时，因它和下一条代码ten\_bit=x/10%10(送十位数显示)的操作耗时太长，用step lnto 命令难以进行，应改用模拟调试快捷图标中的命令stepover(单步越过)，即点击两次step over，黄色箭头就运行到while(d>0) 语句。然后又用steplnto(单步运行)，即一步一步点击step lnto，黄色箭头就沿着while(d>0) 中的C 代码运行。当运行到调用延时delay(4) ；时再点击step lnto，黄色箭头转到延时函数Void delay(unsignedlong int k) 中进行延时功能操作。因delay(4)；的形参数为4，所以标点击step lnto 命令应4 次，才能跳出延时操作功能，此后黄色箭头又回到RA3=1 ；代码，依序用鼠标一步一步点击steplnto 运行，黄色箭头又运行到调用延时delay(4)时，又转到前述延时函数进行延时功能操作，也是点击step lnto 命令，又是 4 次，才能跳出延时函数。按上述规律，当黄色光标箭头运行到自减量d-- ；时，d 值从3 减1 得2，while(d>0)语句中d 仍大于0， 黄色光标箭头再次回到whila(d>0) 中的代码中， 点击step lnto 命令重复上述程序运行过程，直到d-- ；从3 减到0，黄色箭头跳出while(d>0) 语句， 回到while(1)语句中的x++ ；使x 值从0 增量到1。再用鼠标点击step lnto，黄色光标箭头到达if(x==4) 语句，判断x 是否等于4，若不为4(此时x 等于1)，黄色光标箭头随鼠标点击step lnto 又回到调用显示函数display(x) ；中运行。按上述方法重复操作，当x++; 自增量等于4 时，由if(x==4) 条件语句引导给x 赋值0，即x=0 ；pic07a.C 程序中的x++ 的0-4 增量计数全部完成。上述C 程序运行全过程，读者应反复熟练操作。

⑵ 模拟仿真找出pic07.C 程序的错误pic07.C 的功能， 是0 ～ 99 增量计数( △ 为1 秒)。初看程序while(1) 中的x++ ；条件是if(x==99) 时给x 赋值0(x=0；)，即能完成0 ～ 99的计数功能。可事实上，如果将pic07.C 进行编译生成目标码。hex，再用PIC 编程器将该目标码烧写到PIC16F84A 芯片中， 用《PIC 单片机C 语言设计程序(4)》中的电路图3 的实验板通电观察两位数码管显示时，循环计数显示的是0 ～ 98 而不是0 ～ 99(约1 秒)计数。实验说明，pic07.C 程序没有达到设计要求，程序中有错误。

下面我们一起来通过模拟仿真找到该错误点并进行修正。

具体操作过程如下：

在MPLAB IDE 中， 按照《PIC 单片机C 语言设计程序(11)》中介绍的方法， 点击debugger, 在下拉菜单中将stop watch( 跑表)调到图53 的窗口中(时钟频率为4HZ)，再点击MPLAB IDE 中的View， 在下拉菜单中点击Locals(局部变量)， 将Locals 界面也调到图53 窗口中，用鼠标调整各界面后的显示界面如图54 所示。图54 中的Locals 界面上显示有Address(地址)、Symbol Name ( 符号名或参数名) 和Valua(取值)。

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图54

在进行下面的模拟调试时注意观察，会看到Locals 界面各参数随调试运行显示。按照前述方法，对图54 中的程序(pic07a.C)进行全过程运行。用鼠标一步一步点击模拟调试快捷图标中的step lnto，一旦程序旁边的黄色箭头运行到显示函数Void display(unsigned int x) 以下代码时，图54 中的Locals(局部变量)就会出现pic07a.C 参数相关的显示值，见图55。

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图55

symbol Name(符号名)为ten\_bit(显示十位数)，unit\_bit( 显示个位数、d(unsignenint d)、SEG7(7 段码) 和X( 自增量) 的Address( 地址) 分别为0010、0012、0014、0016 和000E。这些Value(值)由程序运行决定。Locals(局部变量)界面显示的，实际上是pic07a.C 程序主要参数，可帮助用户了解程序的重要功能参数随程序运行(黄色光标指示)的变化，而这些功能参数正是增量计数时所需的数据。只要按照上述方法，对该程序进行全功能运行， 直到X++ ；自增量为4， 即满足了if(x=4)的条件，此时X=0 ；(给X 赋值0)， 再用鼠标点击step lnto，Locals 的界面演变成图56。从图54 可清楚看出：只要X++ ；(自增量)满足if 语句的条件，就会给X 赋值0，这里X++ ；一旦为4，就给X 赋值0，所以程序再运行时，回到调用显示函数display(x)，其中X 已为0，再运行，其个位unit\_bit 显示即为0，而不会是X++ ；的4 值， 如图56 中的unit\_pit(个位)只能为3。

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图56

程序再运行，显示又从0 开始直到0 ～ 03 为止。

由此可见，对于pic07a.C，当X++ ；自增量为4 时，会立刻因it(x==4) 的条件而导致X=0，所以程序运行显示时，只会从unit\_bit ；的3 回到0，而不可能使个位显示X++ ；自增的4 值。按上述逻辑过程，对Pic07.C，当其中的X++ ；自增为99 时，同样会由if(x==99) 的条件满足而使X=0 ；程序运行时，只能是显示98 后即清零，不可能显示99。如果想满足0 ～ 99 的增量显示，必须将条件语句if(x==99) 改为if(X==100)⑶ 模拟仿真优化C 程序代码利用模拟仿真，可对C 程序中的代码进行优化(即去掉多余的代码)，以简化程序而不改变其功能。当然，优化后的程序还应通过最后的实验验证。例如pic07.C 的延时函数Void delay(unsighed long int k)可优化为Void delay(unsighed int k) 而不需要long 的条件，因为int k 的定义范围已满足了程序中delay(200)； 即K=200 的要求。受版面限制，笔者不再介绍此程序的优化过程。总之，利用MPLAB IDE 7.40 开发环境进行程序的SIM 模拟仿真，对初学C 语言是十分有用的，大家必须熟练掌握其操作方法。

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