怎樣分析單片機程序

設計時(shí)，在內存開(kāi)辟一個(gè)現態(tài)單元記憶當前的狀態(tài)。當有鍵按下時(shí)，監控主程序根據當前按鍵的編碼和現態(tài)這兩個(gè)關(guān)鍵字去查閱狀態(tài)表，從而確定系統該執行哪一個(gè)處理子程序及系統的下一個(gè)狀態(tài)是什么，立即修改現態(tài)單元的內容，以便有新的按鍵時(shí)系統能做出正確的響應。在每個(gè)狀態(tài)下并非所有的按鍵都有定義，即有空鍵。

當某個(gè)中斷發(fā)生時(shí)，中斷服務(wù)程序設置相應的標志，而主程序不斷地判斷這些標志，以決定啟動(dòng)哪一個(gè)處理程序。相應的處理程序處理完相關(guān)的任務(wù)后，清除此標志，然后把控制權交還給主程序。對于延時(shí)或定時(shí)處理，可用一個(gè)定時(shí)器來(lái)完成。

４．２．２ 基于時(shí)間片的單片機程序

在單片機實(shí)時(shí)控制系統中引入了現代操作系統的多任務(wù)思想，采用時(shí)間片輪轉調度算法對傳統單片機編程思想進(jìn)行了改進(jìn)，并應用在分布式系統中，結構清晰、調度靈活，適用于定時(shí)要求復雜、實(shí)時(shí)性要求強的系統。

4．３ 閱讀程序并畫(huà)出程序流程圖

程序流程圖（簡(jiǎn)稱(chēng)框圖）是用來(lái)描述程序處理過(guò)程的工具，推理過(guò)程清晰、直觀(guān)、邏輯性強，可用于刻畫(huà)程序的控制流邏輯，為程序測試和理解提供了一種重要的輔助手段。

只有分析者對程序進(jìn)行多次掃描，畫(huà)出每個(gè)模塊的詳細流程圖，才能明確各個(gè)模塊的任務(wù)和相互聯(lián)系及資源分配和整個(gè)程序的設計思路，各程序模塊的入口、出口和對ＣＰＵ內部寄存器的占用情況。還有ＣＰＵ對啟動(dòng)Ａ/Ｄ轉換要發(fā)什么控制信號；端口地址是什么；ＣＰＵ用什么方法得知Ａ/Ｄ轉換結束，以便輸入轉換結果；采樣周期多長(cháng)等。這是分析和設計程序最重要的一步，也是邏輯分析和優(yōu)化的基礎。單片機常用功能模塊有：定時(shí)、數據采集、數字采集、數字濾波、標度變換、控制算法、顯示、報警、打印等。

４．４ 算法分析

算法是為解決某一特定問(wèn)題而采取的確定的有限的步驟，是求解某一問(wèn)題所使用的一組定義明確的規則，在實(shí)際應用中又稱(chēng)為方法、方式、體制等。對有些較復雜的算法，最好用畫(huà)流程圖的方式來(lái)分析，這樣思路清晰，簡(jiǎn)潔直觀(guān)。

單片機控制系統程序設計中的重要內容，是根據被控制對象的特性，合理選擇算法，以達到所要求的控制精度和指標。例如數據采集時(shí)進(jìn)行數字濾波處理，常用的數字濾波方式有：程序判斷濾波、中位置濾波、算術(shù)平均濾波、遞推平均濾波法、防脈沖干擾平均值濾波、一階滯后濾波等。因此，在閱讀程序前，必須對該問(wèn)題的解決方法有一定的了解，才能確定具體使用了哪一種算法。

４．５ 資源分配

確定資源分配，包括ＲＯＭ、定時(shí)器/計時(shí)器、ＲＡＭ、中斷源等。其中最關(guān)鍵的是片內ＲＡＭ的分配，如００Ｈ～２ＦＨ工作寄存器，常用作指針、計數器、循環(huán)變量等；２０Ｈ～２ＦＨ具有位尋址功能，用來(lái)存放各種標志位、邏輯變量、狀態(tài)變量。對ＲＡＭ應列出一張ＲＡＭ資源詳細分配表，以備閱讀查用。在數據存儲器中，安排好采樣數據區、處理結果數據區、顯示和打印數據區、標志區等。該分配表可手動(dòng)畫(huà)出，而用Ｅｘｃｅｌ表則更方便。

４．6 標志位

單片機有豐富的位操作指令和位存儲資源。一類(lèi)是為Ｉ/Ｏ操作服務(wù)的，如監測到的各種邏輯信息可存入位資源中，隨時(shí)供程序使用。另一類(lèi)是為程序本身服務(wù)，表明系統的各種狀態(tài)特點(diǎn)，傳遞各模塊之間的控制信息，控制程序流向等，這一部分稱(chēng)為軟件標志。閱讀程序時(shí)，對每個(gè)位資源必須進(jìn)行詳細記錄，繪出軟件標志的使用說(shuō)明書(shū)。需要說(shuō)明的項目有：名稱(chēng)和位地址：該軟件標志在程序中的代號和存放的位單元。意義：說(shuō)明邏輯１和邏輯０代表的狀態(tài)或功能。對全局定義的軟件標志，它有唯一的定義，對于局部定義的軟件標志，必須注明其有效范圍。生命周期：分析每個(gè)軟件標志初始化的狀態(tài)，程序運行時(shí)發(fā)生變化的條件和時(shí)刻，并進(jìn)行記錄。用戶(hù)：對軟件標志進(jìn)行讀操作的狀態(tài)或模塊稱(chēng)為該軟件標志的用戶(hù)。軟件標志的使用有兩種，一種是非破壞性的，只讀不寫(xiě)；另一種是破壞性使用，這種軟件標志多為某種申請標志，響應后立即清除，可避免重復響應。同一標志位在不同的狀態(tài)下可有不同的含義。多位標志表示多個(gè)狀態(tài)，這樣節省標志位。

４．7 抗干擾處理

由于單片機工作環(huán)境比較惡劣和復雜，往往會(huì )影響系統的可*性、安全性。這些干擾有供電系統干擾、過(guò)程通道干擾、空間干擾等，會(huì )導致數據采集誤差加大、控制狀態(tài)失靈、數據受干擾發(fā)生改變、程序運行失常。

為保證單片機控制系統長(cháng)期穩定運行，必須對各種干擾進(jìn)行處理，包括必要的硬件電路，如硬件看門(mén)狗技術(shù)；軟件抗干擾技術(shù)，如輸入通道抗干擾技術(shù)、數字濾波、ＲＡＭ數據冗余技術(shù)、軟件陷阱等。軟件和硬件抗干擾技術(shù)結合，這樣才能達到最佳效果。

５ 結語(yǔ)

程序設計是創(chuàng )造性的工作，而程序分析往往是為創(chuàng )造性的工作做準備。閱讀程序是從已有的程序開(kāi)始，分析其硬件、軟件功能，對其消化、吸收，才能對程序進(jìn)行修改、維護、優(yōu)化程序，從而擴大系統的適應范圍，提高技術(shù)指標和性能參數。