單片機(jī)在線開(kāi)發(fā)環(huán)境設(shè)計(jì)

文/陳倚重

目前高職院校單片機(jī)課程主要以51系列單片機(jī)為教學(xué)目標(biāo)，集成開(kāi)發(fā)環(huán)境（IDE）則采用ARM公司的Keil，具備了程序輸入、編輯、編譯、仿真、調(diào)試等多種功能，但作為單片機(jī)初學(xué)人員來(lái)說(shuō)，IDE很多功能用不到，而且現(xiàn)在軟件文件動(dòng)不動(dòng)幾百M(fèi)到幾個(gè)G，安裝越來(lái)越繁瑣。比如很多單片機(jī)系統(tǒng)程序只需一個(gè)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(kāi)發(fā)板上。

該文針對(duì)高職院校單片機(jī)教學(xué)要求設(shè)計(jì)了單片機(jī)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)軟件，采用網(wǎng)絡(luò)方式，利用瀏覽器登錄就可以使用單片機(jī)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)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(guò)該系統(tǒng)可以解決教學(xué)的場(chǎng)所問(wèn)題，不用因?yàn)檐浖惭b問(wèn)題必須固定在一個(gè)實(shí)訓(xùn)室，也無(wú)需對(duì)學(xué)生機(jī)軟件進(jìn)行維護(hù)；還可以解決單片機(jī)學(xué)習(xí)的共享問(wèn)題，在網(wǎng)絡(luò)上相互分享程序開(kāi)發(fā)心得。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 基本框架

如圖1所示，系統(tǒng)采用BS架構(gòu)，即瀏覽器-服務(wù)器架構(gòu)，在這種結(jié)構(gòu)下，通過(guò)瀏覽器來(lái)進(jìn)入工作界面，極少部分事務(wù)邏輯在前端（Browser）實(shí)現(xiàn)，主要事務(wù)邏輯在服務(wù)器端（Server）實(shí)現(xiàn)，形成三層（3-tier）結(jié)構(gòu)。這樣使得客戶端電腦負(fù)荷大大簡(jiǎn)化（因此被稱為瘦客戶端），減輕了系統(tǒng)維護(hù)、升級(jí)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(gòu)

圖2：工作原理

瀏覽器通過(guò)Web表單提交C源程序，在服務(wù)器端調(diào)用編譯軟件編譯源文件，如產(chǎn)生錯(cuò)誤，讀取錯(cuò)誤信息發(fā)送到瀏覽器編譯信息窗口，提示用戶程序的錯(cuò)誤信息；編譯通過(guò)則將編譯后生成的HEX文件通過(guò)鏈接的方式發(fā)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(guò)瀏覽器編寫(xiě)程序。主要包含了三個(gè)子模塊，文件管理區(qū)、程序編輯區(qū)、信息反饋區(qū)。瀏覽器窗口如圖3所示。

2.1 文件管理區(qū)

文件管理區(qū)便于用戶管理自己的程序源文件，可以創(chuàng)建、增刪文件。當(dāng)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)涉及多個(gè)文件時(shí)，引入包的概念，將其包含在一個(gè)目錄里面。

2.2 程序編輯區(qū)

用戶通過(guò)源程序編輯區(qū)界面輸入、編輯、提交代碼。利用CSS3、JavaScript 以及Bootstrip等技術(shù)制作網(wǎng)頁(yè)。采用bui框架，使用戶在編輯程序時(shí)，代碼能夠高亮顯示并自動(dòng)縮進(jìn)，能夠自動(dòng)生成代碼列表，方便用戶，減少編寫(xiě)代碼錯(cuò)誤。實(shí)現(xiàn)屏蔽瀏覽器兼容差異的無(wú)刷新提交，優(yōu)化用戶體驗(yàn)。

2.3 信息反饋區(qū)

當(dāng)程序提交服務(wù)器編譯后，服務(wù)器讀取編譯的信息反饋到信息反饋區(qū)，如果有錯(cuò)誤則顯示錯(cuò)誤提示，沒(méi)有錯(cuò)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(qū)上供用戶下載。

3 服務(wù)器端

在服務(wù)器端搭建Apache Tomcat + MySQL的服務(wù)支持，當(dāng)服務(wù)器接收到瀏覽器發(fā)送來(lái)的源程序后，調(diào)用C51.exe對(duì)文件進(jìn)行編譯產(chǎn)生.obj目標(biāo)文件，再調(diào)用BL51.exe對(duì)生成的目標(biāo)文件進(jìn)行鏈接定位，生成絕對(duì)目標(biāo)文件，最后調(diào)用OH51.exe對(duì)絕對(duì)目標(biāo)文件進(jìn)行轉(zhuǎn)換，生成.hex可執(zhí)行文件，最后將.hex文件鏈接發(fā)送到瀏覽器端。

4 結(jié)語(yǔ)

傳統(tǒng)的單片機(jī)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境是單機(jī)模式的，使用前都需要進(jìn)行安裝。學(xué)期前，為了能夠使教學(xué)順利的進(jìn)行，實(shí)訓(xùn)室管理員在學(xué)期開(kāi)始就要將所有的軟件安裝到每一臺(tái)機(jī)器上，然后不時(shí)維護(hù)因使用不當(dāng)而出現(xiàn)的軟件錯(cuò)誤。基于網(wǎng)絡(luò)的單片機(jī)開(kāi)發(fā)平臺(tái)解決軟件在安裝、維護(hù)的問(wèn)題，減少不必要的工作。

基于網(wǎng)絡(luò)的單片機(jī)開(kāi)發(fā)平臺(tái)可以使用戶不用理會(huì)空間和時(shí)間的限制，只要可以訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)，就可以隨時(shí)隨地的進(jìn)行單片機(jī)的開(kāi)發(fā)，用戶也可以及時(shí)的方便的進(jìn)行交流。