單片機高級語言程序設(shè)計與應(yīng)用

1引言

在隧道窯溫度控制系統(tǒng)、自助式寄存柜等多個實際應(yīng)用中，我們利用單片機高級C語言編制應(yīng)用程序，滿足了用戶對各項性能參數(shù)的不同要求。下面以一實例，介紹C語言在應(yīng)用程序設(shè)計上的優(yōu)點。?

2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)由電器和機械兩部分組成。機械部分由寄存柜箱位、電控鎖組成；電器部分由單片機、控制繼電器、操作面板、工作狀態(tài)指示組成。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

3系統(tǒng)功能程序設(shè)計

系統(tǒng)程序有以下部分組成：主程序、存取程序、監(jiān)控管理程序、控制輸出程序、柜體箱位排序程序及鍵盤中斷、時鐘定時中斷和報警程序。下面主要介紹箱位排序程序、存取程序和防止密碼重復(fù)程序。軟件設(shè)計采用了模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計方法，所有程序采用單片機高級C語言編寫。

主程序完成各個外設(shè)接口初始化，然后，進入鍵盤采樣處理顯示程序，由時鐘中斷程序完成顯示掃描更新及采樣處理。下面是箱位號初始化子程序。

上述程序中的jicunnum［］變量用于保存箱位的箱位號，初始時的jicunnum［i］=i(i=1，2，…，32)，即所有的32個箱位分別設(shè)置為1，2，…，32，以便于箱位狀態(tài)指示和接受繼電器的輸出控制，完成柜體箱位的閉鎖控制，因為箱位電控鎖的開啟是按照箱位對應(yīng)的箱位號進行操作的。例如，對應(yīng)5號箱位初始號碼為jicunnum［5］=5，其他依此類推。

存放物品時，在有空箱位情況下，系統(tǒng)隨機自動產(chǎn)生一個12位密碼，并保存起來，同時將該密碼打印出來由顧客自己隨身攜帶。密碼隨機產(chǎn)生程序如下：
　　void Take()｛
　　1.qq：Mimac=ReadKey()；
　　2.if(Mimac!=0x11)｛
　　3.if(Mimacount＜numset)｛
　　4.Mimac--；Mimac=c&0x00f；
　　5.display［Mimacount］=Mimac；
　　6.Mimatemp*=10；
　　7.Mimatemp+=Mimac；
　　8.Mimacount++；goto qq；｝
　　9.goto endt；｝
　　10.for(j=0；j＜count；j++)｛
　　11.if(jicun［j］=Mimatemp)｛
　　12.orinum=j；｝｝
　　13.endt：return()；｝

上面程序中的第3行rand()是隨機數(shù)發(fā)生子程序，程序中的2～4行隨機自動產(chǎn)生一個12位密碼，并以十進制的形式保存在變量Mimanew中。

為了防止本次產(chǎn)生的密碼與當(dāng)天已經(jīng)產(chǎn)生的密碼重復(fù)，程序中設(shè)置了判別程序。程序中的5～7行將隨機產(chǎn)生的12位密碼與原來已經(jīng)產(chǎn)生的其他密碼進行比較，其中jiold［］變量用于存放當(dāng)天已經(jīng)產(chǎn)生的密碼，totalcount變量為已經(jīng)產(chǎn)生密碼的個數(shù)。

若比較的結(jié)果相同，說明新產(chǎn)生的密碼重復(fù)，程序返回，再重新產(chǎn)生一個12位密碼。若不同，說明密碼沒有重復(fù)，將新密碼保存在密碼變量jicun［］中，同時自動打開一個新箱位，對應(yīng)箱位的占位指示燈亮。8～11行調(diào)整密碼計數(shù)指針(count)和當(dāng)天已經(jīng)產(chǎn)生密碼計數(shù)指針(totalcount)。

當(dāng)柜體箱位己滿，也就是count大于32時，工作狀態(tài)指示箱位已滿，提醒后來的顧客不要繼續(xù)在該寄存柜操作。

取出物品時，通過操作面板輸入12位數(shù)字密碼，12位密碼數(shù)據(jù)分別存放在變量display［i］(i=1，2，…，12)單元，顯示程序?qū)isplay［］中的數(shù)值在數(shù)碼管上顯示出來。控制系統(tǒng)將這次輸入的密碼與原來保存在變量jicun［］中的12位數(shù)字密碼進行比較，若相同，打開原來存放物品對應(yīng)箱位門鎖，并熄滅相應(yīng)箱位的占位指示燈；否則，不執(zhí)行任何操作。取出物品程序如下：
　　void Take()｛
　　1.qq：Mimac=ReadKey()；
　　2.if(Mimac!=0x11)｛
　　3.if(Mimacount＜numset)｛
　　4.Mimac--；Mimac=c&0x00f；
　　5.display［Mimacount］=Mimac；
　　6.Mimatemp*=10；
　　7.Mimatemp+=Mimac；
　　8.Mimacount++；goto qq；｝
　　9.goto endt；｝
　　10.for(j=0；j＜count；j++)｛
　　11.if(jicun［j］=Mimatemp)｛
　　12.orinum=j；｝｝
　　13.endt：return()；｝

上述程序中的第1行ReadKey()是鍵盤按鍵讀取子程序，2～9行等待讀取操作面板輸入12位數(shù)字密碼，并將輸入的密碼以十進制的形式暫時保存在變量Mimatemp中，程序中的第2行用于判斷是否退出鍵。10～12行判別輸入的12位密碼是否與原來某一內(nèi)存變量jicun［］的密碼相同，若相同，打開原來存放物品的箱位門鎖；否則，不執(zhí)行任何操作。第3行Mimacount用于計算密碼輸入個數(shù)的位置，第4行Mimac用于保存密碼的一位數(shù)字，第12行orinum用于保存對應(yīng)密碼的箱位號。numset是初始設(shè)定的密碼位數(shù)，這里，numset=12。

為防止惡意操作，密碼不相符時，可重復(fù)輸入三次，然后設(shè)置禁止操作標志位，自動閉鎖延時一段時間(例如3分鐘)，再允許操作；在時鐘定時中斷程序中對設(shè)置的禁止操作標志復(fù)位，恢復(fù)正常操作。

前面已經(jīng)介紹，jicunnum［］變量用于保存箱位的箱位號，初始狀態(tài)為jicunnum［i］=i(i=1，2，…，32)。但是，經(jīng)過一段時間操作運行以后，jicunnum［］的原始狀態(tài)已經(jīng)發(fā)生了變化。假如，現(xiàn)在第7位顧客取走了物品，jicunnum［7］的內(nèi)存已經(jīng)不是7，為實現(xiàn)箱位狀態(tài)指示和接受繼電器控制輸出，必須保證操作的密碼和其箱位號一致，每次取出物品后，要對箱位號變量進行重新排序。下面是箱位的排序程序。
　　void sort()｛
　　1.count--；
　　2.tempnum=jicunnum［orinum］；
　　3.for(i=orinum；i＜count；i++)｛?
　　4.jicun［i］=jicun［i+1］；
　　5.jicunnum［i］=jicunnum［i+1｝
　　6.jicunnum［count］=tempnum；
　　7.return()；｝

程序中的第1行為計數(shù)器減1操作，說明物品已經(jīng)被取走，空出一個箱位，第2行保存密碼所對應(yīng)的箱位號，3～5行將當(dāng)時空的那個箱位后面的箱位號(jicunnum［］)及對應(yīng)密碼(jicun［］)，挨個往前依次移動，直到已經(jīng)存放的箱位i=count逐個移動完畢。

程序中的第6行把已經(jīng)取出物品的箱位號排到最后內(nèi)存變量jicunnum［count］。

經(jīng)過箱位排序程序重新排序后，此時第7位顧客的箱位號jicunnum［7］保存的是當(dāng)時空的那個箱位后面的箱位號。程序中的變量count、orinum、jicun［］定義與前面相同。

存、取物品過程中，為了讓使用者了解系統(tǒng)的工作狀態(tài)，例如：存放或取出物品，柜體箱位已滿或已空，哪些箱位已空等狀態(tài)，通過工作狀態(tài)指示燈提醒顧客。

為了便于操作管理，程序中設(shè)置了監(jiān)控管理程序，遇有特殊情況，需要隨時打開任一箱位時，系統(tǒng)操作人員有權(quán)完成該操作。設(shè)置不同的管理權(quán)限密碼，只有系統(tǒng)管理人員，才能進入該操作；其操作過程與取出物品時相同。

參考文獻
［1］ 徐愛鈞，彭秀華.單片機高級語言C51應(yīng)用程序設(shè)計［M］.北京：電子工業(yè)出版社，1999.