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                        圖形化編程平臺設計與實現

                        添加時間:2019/01/09 來源:中南林業科技大學 作者:范效諱
                        本文設計了一種通用的可視化單片機開發平臺,解決了開發不同型號單片機時,需要使用不同的開發平臺的問題。針對不同的單片機,通過該平臺可以快速形成面向不同型號的單片機圖形化開發平臺。
                        以下為本篇論文正文:

                        摘要

                          單片機巧發平臺W義單片機的化發語言是單片化和嵌入式系統的學習和開化了具。由于不同類型單片機的硬件結構以及外陋設備不同,需要使用不同的開發平臺對單片機進行學習和研發。隨著單片機系統的日益龐大,其指令體系越來越復雜,增加了學習巧使用單片機的難度。計對傳統的義本語言難以很好地表達復雜程序結構的問題,本文設計了一種通用的單片機可視化編程平臺,針對不同類型的單片機,使用闡形化語畝巧替文本語昔進行程序開發。采用本平臺,大大降低了對用戶的要求,提窩了單片機編程效率。

                          本文的工作主要分為單片機數據庫的建立和圈元的定義兩個部分。(1)建立了單片祖程序數據庫。根掘不同類型的單片機頓件和外圍設備,以AT89S52和ATMEG16單片機為例,建立了數據表。(2)定義了單片機硬件、控制及子程序的圖元符號,實現了對圖元的基本操作,如圍元的建立、參數設置、連接、編輯。(3)定義了平臺的約束條件確保圓形界巧設計的正確性,將圖形化程序翻譯為C語言程序并文件方式保存。

                          實例表明,全面的數據庫結構設計能夠方便地進行單片機類型的增補;使用圖形模塊進斤單片機程序開發,提高了開發效率,降低了巧發難度義對使用者的口檻要求;但本平臺在圖元種類巧單片機硬件的映射上還有一定欠缺,在后續的開發過程中有待維續完善。

                          關鍵詞:可視化編程,圖元,數據庫,通用性

                        ABSTRACT

                          The single chip development platforms and languages are tools to studyand develop single chip and embedding systems. Because of every kind of single chip has ths own hardwath structure and peripheral equipment、so we need to use.

                          different development platform to study and develop single chip. As single chip system become bigger and bigger,l;he program structure is becoming more and more complex,so studing and using single chip are becoming more and more difficult. This article is designing a general graphical single chip programming platform aimed at developing different kind of single chip by using graphical Ianguage instead of textual language.

                           It can decrease user,s demand greatly and increase the efficiency of developing single chip program. The major works of this article are the foundation of single chip data bases and the definition of the graphic unit

                           (1) Establishing the single chip program data base. According different single chip,s hardware and peripheral equipment, we take AT89S52 and ATMEG 16 single chip for example to establish the data table.

                          (2)Definding the single chip hardware, control and subprogram pixel, realizing the fundamental operation of the pixel, for example the establish of pixel, the setup of parameters, the connection and edition of pixel.

                          (3)Definding the constraint rules of this platform make sure the graphic design is correct. Translating the graphic program into C program and save as file form.

                          The example shows that,the comprehensive of the data base design could add single chip in convenience. Using pixel to develop the single chip program would increase the efficiency of the development and decthase the difficulty of the development and userthreshold. But there are some shortcoming in mapping between pixel and single chip hardware, in the follow-up work, we should solve this problem.

                          Keywords: Graphical Programming,Graphical Model, Data Base,Universality

                          無論是文本語言還是圖形化語言都會有兩大不同的含義,第一類含義為定義方法,另一類含義為表達方法。定義方法準確而又完整的定義程序的數據,表達方法則將數據通過平臺界面濕示給用戶。定義方法和表達方法在計算機編程中普遍存在。

                          傳統的文本編程語言在定義和表達方法上均使用文本代碼。在定義方法中,代碼文件包含了程序邏輯的所有信息,也是連接編輯器,編譯器,和調試器的核也數據格式。但是,文本代碼并不能很好的勝任這種定義。隨著時間的發展,軟件系統的規模在不斷擴大,致使其更加難進行開發和維護。為了降低程序的復雜性,増加程序的可復用性,程序的設計開始趨向于結梅化。在程序頂層,基于模塊化的技術將軟件系統分割成模塊元素集合。在中間層,面向對象的編程觀念將程序邏輯分成了各種類及類的成員。在底層,程序行為被結構化的控制流結構所定義。

                          文本編程語言實際上是一種一維的字符流,并不是能夠承載高度封裝的信息的自然載體。文本語言通過使用越來越復雜的語義和語法來適應不斷增長略程序結構。然而,這樣就給編程者増加不必要的負擔。編程人員需要將結構化的編程思想轉化為整齊的文本代碼,使用工具將文本代碼解析回語義結構中。這也給現有的文本編程語言增加了一種新的語法校驗結構。

                          在表達方法上,文本代碼表示結構的缺點反應在兩方面;(1)編程者如何閱讀代碼。(2)編程者如何編輯代碼。閥讀代碼是一個解析程序思媳,重構程序結構的過程,通過匹配分隔符和語法定義規則實現。為了提高程序結構的可視性,文本表示使用數量有限的方法為編程者提供可視化提示信息。通常所使用到的可視化協助工具包括文字壓痕,語法高亮顯示。一些更高級的文本編輯器會在化碼視圖當中加入更多可視元素,使其更像一個文本圖形化混合表達。

                          使用相同的代碼來對程序進行定義和表達會引起一系列的問題。(1)有時,定義和表達在程序格式上的需求會不同或者甚至相反。定義方法著藍于程序的止確性,機器友好性,更加易于解析。通常會轉換出更多精確的分隔符和更兀長的語法結構。而對于表達方法I代碼需要簡潔,直觀,更貼近真實世界,便于輸入和修改。(2)由于定義義法必須是完整的,包含所有的信息,所這種模式阻礙了部分表達。在復雜的大型系統當中,信息被有選擇性的呈現在用戶面前,用戶就可專注于與程序運行相關的信息,F代程序無論從規模還是復雜性上都不斷的在增長,同時包含了許多類型的信息來定義程序還輯。此外,各種各樣的輔助信息植入到趕序當中來增加程序的可讀性,文件歸檔,調試,仿真等等。這些信息通常用特殊的語法嵌入到代碼當中。

                          例如在C++中,類和類成員的文檔信息用一種特殊的格式放置在前面的聲明區域中。在使用一個代碼編輯器時,所有類型的信息同時呈現在用戶面前。甚至當一個用戶正在設計一個算法相關的程序段,他也只能通過調試器來觀察這個程序段是否被執行過。不相關的信息會干擾關鍵信息的顯示,轉移用戶注意力。所缺乏不相關信息隱藏機制口 是文本編程語言的另一大缺點。

                          與文本化編程語言相反,圖形化編程語言能夠很自然的將定義方法和表達方法分開。圖形這個術語通常指程序的表達部分。而由于送兩種方法的分開,可視化編程系統能夠很自由的使用定義模式,送種定義模式具有更好的機器友好性。大多數系統使用二進制數據結構來存儲程序邏輯。高模塊化的文本格式如XML也能使用。與文本語言相比,圖形化語言提供了更豐富的可視化詞匯表,并且能夠更加高效的為編程者呈現這個程序結構。圖形化語言詞匯包括各種各樣的形狀,顏色,閣標,邊緣,還有空間上的組合關系,如包含,重疊。這些都能用來更直觀的描述程序實體和關系。

                          使用圖形化語言來表述一個程序通常采用面向對象的方式。所有的編輯行為,例如選擇,插入,刪除,復制和粘貼都是針對與圖形符號對象相應的語義對象。這樣消除了對文本語言語法的使用同時也增加了送些對象的結構完整性。

                          但是,文本語言仍然是被知名開發平臺所使用最廣泛的編程語言,它的優勢是不可或缺的。文本化符號與等價的圖形符號相比,更加的緊湊,特別是在描述一些低級的控制結構或者算法。信息密集度(information density)造檢驗在…定的屛幕空間內所表達信息的量?烧J定,文本符號比圖形符號擁有更高的信息密集度,因為文本代碼是由巧似大小的宇巧排成的一個序列,而圖表是由不規則的形狀巧大小的國形元素構成,通常需耍更大的空問。

                          圖形化編程平臺操作實例:

                        平臺進入界面
                        平臺進入界面

                        AT89S52圈元選擇區
                        AT89S52圖元選擇區

                        AT89S52單片機圖形化程序
                        AT89S52單片機圖形化程序

                        定時器參數設置
                        定時器參數設置

                        分支判斷參數設置
                        分支判斷參數設置

                        AT89S52單片機I/O口參數設置
                        AT89S52單片機I/O口參數設置

                        ATMEGA16單片機I/O口參數設置
                        ATMEGA16單片機I/O口參數設置

                        目錄

                          摘要
                          ABSTRACT
                          1 緒論
                            1.1 研究意義
                              1.1.1 文本化編程語吉奮在的缺陷
                              1.1.2 圖形化編程語言的優勢
                            1.2 研究目的
                            1.3 研究背景
                              1.3.1 可視化編程與程序可視
                              1.3.2 可視語言與可視化編程環境
                              1.3.3 國內外研究現狀
                            1.4 論文主要內容
                            1.5 本章小結
                          2 單片化硬件結構與平臺總體界面
                            2.1 單片機簡介
                              2.1.1 AT89S52
                              2.1.2 ATMEGAI6
                              2.1.3 ARM
                            2.2 單片機硬件結構
                              2.2.1 CPU 架構
                              2.2.2 定時器結構(51與AVR)
                              2.2.3 I/O口結構(51與AVR)
                            2.3 單片機程序存儲結構及中斷
                            2.4 本章小節
                          3 圖元的定義la及圖形化編程
                            3.1 圖形化編程語言理論基礎
                            3.2 圖元的創建與組合
                              3.2.1 圖元的分類
                              3.2.2 圖元的建立
                              3.2.3 圖元參數修改
                              3.2.4 圖元的組合以及鏈接
                            3.3 圖形化稱巧的編輯
                              3.3.1 圖元鏈表的刪除
                              3.3.2 圖元鏈表的插入
                              3.3.3 圖元程序文件的保存和打升
                            3.4 相關約束條件
                            3.5 開發平臺總體界面
                            3.6 本章小結
                          4 圖形化程序C代碼的生成
                            4.1 數據庫的建立與連接
                              4.1.1 VC數據庫開發概述
                              4.1.2 單片機數據庫的建立
                              4.1.3 利用ADO接口連接單片化數據庫
                              4.1.4 ADO接口在單片機數據庫的應用
                            4.2 參數的傳遞
                              4.2.1 晶振參數的傳遞
                              4.2.2 函數參數的傳逆
                            4.3 圖形程序C代碼的生成
                            4.4 本章小結
                          5 平臺操作實例
                            5.1 單片機圖形化編程
                            5.2 圖形化賴序的修改
                            5.3 本章小結
                          6 總結展望
                            6.1 總結
                            6.2 展望
                          參考文獻
                          附錄攻讀學位期間的主要學術成果
                          致謝

                        (如您需要查看本篇畢業設計全文,請您聯系客服索。

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