單片機相關(guān)知識點(diǎn)，最強科普總結！
發(fā)布人：xiaomaidashu
時(shí)間：2022-06-22
來(lái)源：工程師
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前言MCU是Microcontroller Unit 的簡(jiǎn)稱(chēng)，中文叫微控制器，俗稱(chēng)單片機，是把CPU的頻率與規格做適當縮減，并將內存、計數器、USB、A/D轉換、UART、PLC、DMA等周邊接口，甚至LCD驅動(dòng)電路都整合在單一芯片上，形成芯片級的計算機，為不同的應用場(chǎng)合做不同組合控制，諸如手機、PC外圍、遙控器，至汽車(chē)電子、工業(yè)上的步進(jìn)馬達、機器手臂的控制等，都可見(jiàn)到MCU的身影。
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單片機發(fā)展簡(jiǎn)史單片機出現的歷史并不長(cháng)，但發(fā)展十分迅猛。它的產(chǎn)生與發(fā)展和微處理器（CPU）的產(chǎn)生與發(fā)展大體同步，自1971年美國英特爾公司首先推出4位微處理器以來(lái)，它的發(fā)展到目前為止大致可分為5個(gè)階段。下面以英特爾公司的單片機發(fā)展為代表加以介紹。
1971年~1976年
單片機發(fā)展的初級階段。1971年11月英特爾公司首先設計出集成度為2000只晶體管/片的4位微處理器英特爾4004，并配有RAM、 ROM和移位寄存器， 構成了第一臺MCS—4微處理器， 而后又推出了8位微處理器英特爾8008， 以及其它各公司相繼推出的8位微處理器。
1976年~1980年低性能單片機階段。以1976年英特爾公司推出的MCS—48系列為代表， 采用將8位CPU、 8位并行I/O接口、8位定時(shí)/計數器、RAM和ROM等集成于一塊半導體芯片上的單片結構， 雖然其尋址范圍有限（不大于4 KB）， 也沒(méi)有串行I/O， RAM、 ROM容量小， 中斷系統也較簡(jiǎn)單， 但功能可滿(mǎn)足一般工業(yè)控制和智能化儀器、儀表等的需要。
1980年~1983年高性能單片機階段。這一階段推出的高性能8位單片機普遍帶有串行口，有多級中斷處理系統， 多個(gè)16位定時(shí)器/計數器。片內RAM、 ROM的容量加大，且尋址范圍可達64 KB，個(gè)別片內還帶有A/D轉換接口。
1983年~80年代末16位單片機階段。1983年英特爾公司又推出了高性能的16位單片機MCS－96系列，由于其采用了最新的制造工藝， 使芯片集成度高達12萬(wàn)只晶體管/片。
1990年代單片機在集成度、功能、速度、可靠性、應用領(lǐng)域等全方位向更高水平發(fā)展。
2 單片機分類(lèi)及應用MCU按其存儲器類(lèi)型可分為無(wú)片內ROM型和帶片內ROM型兩種。對于無(wú)片內ROM型的芯片，必須外接EPROM才能應用（典型為8031）；帶片內ROM型的芯片又分為片內EPROM型（典型芯片為87C51）、MASK片內掩模ROM型（典型芯片為8051）、片內Flash型（典型芯片為89C51）等類(lèi)型。
按用途可分為通用型和專(zhuān)用型；根據數據總線(xiàn)的寬度和一次可處理的數據字節長(cháng)度可分為8、16、32位MCU。
目前，國內MCU應用市場(chǎng)最廣泛的是消費電子領(lǐng)域，其次是工業(yè)領(lǐng)域、和汽車(chē)電子市場(chǎng)。消費電子包括家用電器、電視、游戲機和音視頻系統等。工業(yè)領(lǐng)域包括智能家居、自動(dòng)化、醫療應用及新能源生成與分配等。汽車(chē)領(lǐng)域包括汽車(chē)動(dòng)力總成和安全控制系統等。到MCU的身影。
3 單片機的基本功能
對于絕大多數MCU，下列功能是最普遍也是最基本的，針對不同的MCU，其描述的方式可能會(huì )有區別，但本質(zhì)上是基本相同的：
1、TImer(定時(shí)器)：TImer的種類(lèi)雖然比較多，但可歸納為兩大類(lèi)：一類(lèi)是固定時(shí)間間隔的TImer，即其定時(shí)的時(shí)間是由系統設定的，用戶(hù)程序不可控制，系統只提供幾種固定的時(shí)間間隔給用戶(hù)程序進(jìn)行選擇，如32Hz，16Hz，8Hz等，此類(lèi)TImer在4位MCU中比較常見(jiàn)，因此可以用來(lái)實(shí)現時(shí)鐘、計時(shí)等相關(guān)的功能。
另一類(lèi)則是Programmable Timer(可編程定時(shí)器)，顧名思義，該類(lèi)Timer的定時(shí)時(shí)間是可以由用戶(hù)的程序來(lái)控制的，控制的方式包括：時(shí)鐘源的選擇、分頻數(Prescale)選擇及預制數的設定等，有的MCU三者都同時(shí)具備，而有的則可能是其中的一種或兩種。此類(lèi)Timer應用非常靈活，實(shí)際的使用也千變萬(wàn)化，其中最常見(jiàn)的一種應用就是用其實(shí)現PWM輸出。
由于時(shí)鐘源可以自由選擇，因此，此類(lèi)Timer一般均與Event Counter(事件計數器)合在一起。
2、IO口：任何MCU都具有一定數量的IO口，沒(méi)有IO口，MCU就失去了與外部溝通的渠道。根據IO口的可配置情況，可以分為如下幾種類(lèi)型：
純輸入或純輸出口：此類(lèi)IO口由MCU硬件設計決定，只能是輸入或輸出，不可用軟件來(lái)進(jìn)行實(shí)時(shí)的設定。
直接讀寫(xiě)IO口：如MCS-51的IO口就屬于此類(lèi)IO口。當執行讀IO口指令時(shí)，就是輸入口;當執行寫(xiě)IO口指令則自動(dòng)為輸出口。
程序編程設定輸入輸出方向的：此類(lèi)IO口的輸入或輸出由程序根據實(shí)際的需要來(lái)進(jìn)行設定，應用比較靈活，可以實(shí)現一些總線(xiàn)級的應用，如I2C總線(xiàn)，各種LCD、LED Driver的控制總線(xiàn)等。
對于IO口的使用，重要的一點(diǎn)必須牢記的是：對于輸入口，必須有明確的電平信號，確保不能浮空(可以通過(guò)增加上拉或下拉電阻來(lái)實(shí)現);而對于輸出口，其輸出的狀態(tài)電平必須考慮其外部的連接情況，應保證在Standby或靜態(tài)狀態(tài)下不存在拉電流或灌電流。
3、外部中斷：外部中斷也是絕大多數MCU所具有的基本功能，一般用于信號的實(shí)時(shí)觸發(fā)，數據采樣和狀態(tài)的檢測，中斷的方式由上升沿、下降沿觸發(fā)和電平觸發(fā)幾種。外部中斷一般通過(guò)輸入口來(lái)實(shí)現，若為IO口，則只有設為輸入時(shí)其中斷功能才會(huì )開(kāi)啟;若為輸出口，則外部中斷功能將自動(dòng)關(guān)閉(ATMEL的ATiny系列存在一些例外，輸出口時(shí)也能觸發(fā)中斷功能)。外部中斷的應用如下：
外部觸發(fā)信號的檢測：一種是基于實(shí)時(shí)性的要求，比如可控硅的控制，突發(fā)性信號的檢測等，而另一種情況則是省電的需要。
信號頻率的測量：為了保證信號不被遺漏，外部中斷是最理想的選擇。
數據的解碼：在遙控應用領(lǐng)域，為了降低設計的成本，經(jīng)常需要采用軟件的方式來(lái)對各種編碼數據進(jìn)行解碼，如Manchester和PWM編碼的解碼。
按鍵的檢測和系統的喚醒：對于進(jìn)入Sleep狀態(tài)的MCU，一般需要通過(guò)外部中斷來(lái)進(jìn)行喚醒，最基本的形式則是按鍵，通過(guò)按鍵的動(dòng)作來(lái)產(chǎn)生電平的變化。
4、通訊接口：MCU所提供的通訊接口一般包括SPI接口，UART，I2C接口等，其分別描述如下：
SPI接口：此類(lèi)接口是絕大多數MCU都提供的一種最基本通訊方式，其數據傳輸采用同步時(shí)鐘來(lái)控制，信號包括：SDI(串行數據輸入)、SDO(串行數據輸出)、SCLK(串行時(shí)鐘)及Ready信號;有些情況下則可能沒(méi)有Ready信號;此類(lèi)接口可以工作在Master方式或Slave方式下，通俗說(shuō)法就是看誰(shuí)提供時(shí)鐘信號，提供時(shí)鐘的一方為Master，相反的一方則為Slaver。
UART（Universal Asynchronous Receive Transmit）：屬于最基本的一種異步傳輸接口，其信號線(xiàn)只有Rx和Tx兩條，基本的數據格式為：Start Bit + Data Bit(7-bits/8-bits) + Parity Bit(Even， Odd or None) + Stop Bit(1~2Bit)。一位數據所占的時(shí)間稱(chēng)為Baud Rate(波特率)。
對于大多數的MCU來(lái)講，數據位的長(cháng)度、數據校驗方式(奇校驗、偶校驗或無(wú)校驗)、停止位(Stop Bit)的長(cháng)度及Baud Rate是可以通過(guò)程序編程進(jìn)行靈活設定。此類(lèi)接口最常用的方式就是與PC機的串口進(jìn)行數據通訊。
I2C接口：I2C是由Philips開(kāi)發(fā)的一種數據傳輸協(xié)議，同樣采用2根信號來(lái)實(shí)現：SDAT(串行數據輸入輸出)和SCLK(串行時(shí)鐘)。其最大的好處是可以在此總線(xiàn)上掛接多個(gè)設備，通過(guò)地址來(lái)進(jìn)行識別和訪(fǎng)問(wèn);I2C總線(xiàn)的一個(gè)最大的好處就是非常方便用軟件通過(guò)IO口來(lái)實(shí)現，其傳輸的數據速率完全由SCLK來(lái)控制，可快可慢，不像UART接口，有嚴格的速率要求。
5、Watchdog（看門(mén)狗定時(shí)器）：Watchdog也是絕大多數MCU的一種基本配置(一些4位MCU可能沒(méi)有此功能)，大多數的MCU的Watchdog只能允許程序對其進(jìn)行復位而不能對其關(guān)閉(有的是在程序燒入時(shí)來(lái)設定的，如Microchip PIC系列MCU)，而有的MCU則是通過(guò)特定的方式來(lái)決定其是否打開(kāi)，如Samsung的KS57系列，只要程序訪(fǎng)問(wèn)了Watchdog寄存器，就自動(dòng)開(kāi)啟且不能再被關(guān)閉。一般而言watchdog的復位時(shí)間是可以程序來(lái)設定的。Watchdog的最基本的應用是為MCU因為意外的故障而導致死機提供了一種自我恢復的能力。
4 全球主流單片機制作商
（排名不分先后，整理為主流廠(chǎng)商，如有缺少請在評論區補充）
1、Freescale+NXP（飛思卡爾+恩智浦）：荷蘭，主要提供16位、32位MCU。應用范圍：汽車(chē)電子、LED和普通照明、醫療保健、多媒體融合、家電和電動(dòng)工具、樓宇自動(dòng)化技術(shù)電機控制、電源和功率轉換器、能源和智能電網(wǎng)、自動(dòng)化、計算機與通信基礎設施。
2、Microchip+Atmel（微芯科技+愛(ài)特梅爾）：美國，主要提供16位、32位MCU。應用范圍：汽車(chē)電子、工業(yè)用、電機控制、汽車(chē)、樓宇自動(dòng)化、家用電器、家庭娛樂(lè )、工業(yè)自動(dòng)化、照明、物聯(lián)網(wǎng)、智能能源、移動(dòng)電子設備、計算機外設。
3、Cypress+Spansion（賽普拉斯+飛索半導體）：美國，主要提供8位、16位、32位MCU。應用范圍：汽車(chē)電子、家用電器、醫療、消費類(lèi)電子、通信與電信、工業(yè)、無(wú)線(xiàn)。
4、ADI（亞德諾半導體）：美國，主要提供8位、16位、32位MCU。應用范圍：航空航天與國防、汽車(chē)應用 、樓宇技術(shù) 、通信 、消費電子 、能源 、醫療保健 、儀器儀表和測量 、電機、工業(yè)自動(dòng)化 、安防。
5、Infineon（英飛凌）：德國，主要提供16位、32位MCU。應用范圍：汽車(chē)電子、消費電子、工程、商用和農用車(chē)輛、數據處理、電動(dòng)交通、工業(yè)應用、醫療設備、移動(dòng)設備、電機控制與驅動(dòng)、電源、面向摩托車(chē)電動(dòng)自行車(chē)與小型電動(dòng)車(chē)、智能電網(wǎng)、照明、太陽(yáng)能系統解決方案、風(fēng)能系統解決方案。
6、ST Microelectronics（意法半導體）：意大利/法國，主要提供32位MCU。應用范圍：LED和普通照明、交通運輸、醫療保健、多媒體融合、家電和電動(dòng)工具、樓宇自動(dòng)化技術(shù)電機控制、電源和功率轉換器、能源和智能電網(wǎng)、自動(dòng)化、計算機與通信基礎設施。
7、Qualcomm（高通）：美國，主要提供16位，32位MCU。應用范圍：智能手機、平板電腦、無(wú)線(xiàn)調制解調器。
8、Texas Instruments（德州儀器）：美國，主要提供16位、32位MCU。應用范圍：汽車(chē)電子、消費電子、醫療設備、移動(dòng)設備、通信。
9、Maxim（美信）：美國，主要提供32位MCU。應用范圍：汽車(chē)電子、消費電子、工業(yè)應用、安防。
日韓地區
1、Renesas（瑞薩）：日本，主要提供16位、32位MCU。應用范圍：電腦及外設、消費類(lèi)電子、健康醫療電子、汽車(chē)電子、工業(yè)、通信。
2、Toshiba（東芝）：日本，主要提供16位、32位MCU。應用范圍：汽車(chē)電子、工業(yè)用、電機控制、無(wú)線(xiàn)通信、移動(dòng)電話(huà)、電腦與周邊設備、影像及音視頻、消費類(lèi)(家電)、LED照明、安全、電源管理、娛樂(lè )設備。
3、Fujitsu（富士通）：日本，主要提供32位MCU。應用范圍：汽車(chē)、醫療、機械，家電。
4、Samsung Electronics（三星電子）：韓國，主要提供16位、32位MCU。應用范圍：汽車(chē)電子、工業(yè)用、電機控制、汽車(chē)、樓宇自動(dòng)化、家用電器、家庭娛樂(lè )、工業(yè)自動(dòng)化、照明、物聯(lián)網(wǎng)、智能能源、移動(dòng)電子設備、計算機外設。
中國地區▍中國大陸地區
1、希格瑪微電子：主要提供32位MCU，應用范圍：電信、制造、能源、交通、電力等。
2、珠海歐比特：主要提供32位MCU，應用范圍：航空航天：星箭站船、飛行器;高端工控：嵌入式計算機;艦船控制、工業(yè)控制、電力設備、環(huán)境監控。
3、兆易創(chuàng )新：主要提供32位MCU，應用范圍：工業(yè)自動(dòng)化、人機界面、電機控制、安防監控、智能家居、物聯(lián)網(wǎng)。
4、晟矽微電子：主要提供8位、32位MCU，應用范圍：小家電、消費類(lèi)電子、遙控器、鼠標、鋰電池、數碼產(chǎn)品、汽車(chē)電子、醫療儀器及計量、玩具、工業(yè)控制、智能家居及安防等領(lǐng)域。
5、芯?？萍迹褐饕峁?6、32位MCU，應用范圍：儀器儀表、物聯(lián)網(wǎng)、消費電子、家電、汽車(chē)電子。
6、聯(lián)華集成電路：主要提供8位、16位MCU，應用范圍：消費電子、白色家電、工業(yè)控制、通信設備、汽車(chē)電子、計算機。
7、珠海建榮：主要提供8位MCU，應用范圍：家用電器 、移動(dòng)電源。
8、炬芯科技：主要提供8位至32位MCU，應用范圍：平板電腦、智能家居、多媒體、藍牙、wifi音頻。
9、愛(ài)思科微電子：主要提供8位、16位MCU，應用范圍：消費類(lèi)芯片、通訊類(lèi)芯片、信息類(lèi)芯片、家電。
10、華芯微電子：主要提供8位、4位MCU，應用范圍：衛星接收器、手機充電器、萬(wàn)年歷、多合一遙控器。
11、上海貝嶺（華大半導體控股）：主要提供8位、16位、32位MCU，應用范圍：計算機周邊、HDTV、電源管理、小家電、數字家電。
12、海爾集成電路：主要提供14位、15位、16位MCU，應用范圍：消費電子、汽車(chē)電子、工業(yè)、智能儀表。
13、北京君正：主要提供32位MCU，應用范圍：可穿戴式設備、物聯(lián)網(wǎng)、智能家電、汽車(chē)、消費類(lèi)電子、平板電腦。
14、中微半導體：主要提供8位MCU，應用范圍：智能家電、汽車(chē)電子、安防監控、LED照明及景觀(guān)、智能玩具、智能家居、消費類(lèi)電子。
15、神州龍芯集成電路：主要提供32位MCU，應用范圍：電力監控、智能電網(wǎng)、工業(yè)數字控制、物聯(lián)網(wǎng)、智能家居、數據監控。
16、紫光微電子：主要提供8位、16位MCU，應用范圍：智能家電。
17、時(shí)代民芯：主要提供32位MCU，應用范圍：汽車(chē)導航、交通監控、漁船監管、電力電信網(wǎng)絡(luò )。
18、華潤矽科微電子（華潤微旗下公司）：主要提供8位、16位MCU，應用范圍：消費電子、工業(yè)控制、家電。
19、國芯科技：主要提供32位MCU，應用范圍：信息安全領(lǐng)域 、辦公自動(dòng)化領(lǐng)域、通訊網(wǎng)絡(luò )領(lǐng)域、 信息安全領(lǐng)域。
20、中天微：主要提供32位MCU，應用范圍：智能手機、數字電視、機頂盒、汽車(chē)電子、GPS、電子閱讀器、打印機。
21、華潤微電子：主要提供8位、16位MCU，應用范圍：家電，消費類(lèi)電子、工業(yè)自動(dòng)化控制的通用控制電路。
22、中穎電子：主要提供4位、8位、16位、32位MCU，應用范圍：家電、電機。
23、靈動(dòng)微電子：主要提供32位，應用范圍：電機控制、藍牙控制、高清顯示、無(wú)線(xiàn)充、無(wú)人機、微型打印機、智能標簽、電子煙、LED點(diǎn)陣屏等。
24、新唐科技：主要提供8位MCU，應用范圍：照明、物聯(lián)網(wǎng)等。
25、東軟載波：主要提供8位、32位MCU，應用范圍：家電、智能家居、儀器儀表、液晶面板控制器、工業(yè)控制等。
26、貝特萊：主要提供32位MCU，應用范圍：智能家居、工業(yè)控制以及消費類(lèi)產(chǎn)品領(lǐng)域。
27、笙泉科技：主要提供8位MCU，應用范圍：車(chē)用、教育、工控、醫療等中小型顯示面板。
28、航順芯片：主要提供8位、32位MCU，應用范圍：汽車(chē)、物聯(lián)網(wǎng)等。
29、復旦微電子：主要提供16位、32位MCU，應用范圍：智能電表、智能門(mén)鎖等。
30、華大半導體：主要提供8位、16位、32位MCU，應用范圍：工業(yè)控制、智能制造、智慧生活及物聯(lián)網(wǎng)等。
▍中國臺灣地區
1、宏晶科技：主要提供32位MCU。應用范圍：通信、工業(yè)控制、信息家電、語(yǔ)音。
2、盛群半導體：主要提供8位、32位MCU。應用范圍：消費電子、LED照明等。
3、凌陽(yáng)科技：主要提供8位、16位MCU。應用范圍：家庭影音。
4、中穎電子：主要提供4位、8位MCU。應用范圍：充電器、移動(dòng)電源、家電、工業(yè)控制。
5、松翰科技：主要提供8位、32位MCU。應用范圍：搖控器、智能型充電器、大小系統、電子秤、耳溫槍、血壓計、胎壓計、各類(lèi)量測及健康器材。
6、華邦電子：主要提供8位、16位MCU。應用范圍：車(chē)用電子、工業(yè)電子、網(wǎng)絡(luò )、計算機、消費電子、物聯(lián)網(wǎng)。
7、十速科技：主要提供4位、8位、51位MCU。應用范圍：遙控器、小家電。
8、佑華微電子：主要提供4位、8位MCU。應用范圍：錄音集成電路產(chǎn)品、消費電子、家用產(chǎn)品。
9、應廣科技單片機：主要提供4位、8位MCU。應用范圍：機械、自動(dòng)化、家電、機器人。
10、義隆電子：主要提供8位、16位MCU。應用范圍：消費電子、電腦、智能手機。
5 單片機的學(xué)習竅門(mén)
任何一款MCU，其基本原理和功能都是大同小異，所不同的只是其外圍功能模塊的配置及數量、指令系統等。
對于指令系統，雖然形式上看似千差萬(wàn)別，但實(shí)際上只是符號的不同，其所代表的含義、所要完成的功能和尋址方式基本上是類(lèi)似的。
要了解一款MCU，首先需要知道就是其ROM空間、RAM空間、IO口數量、定時(shí)器數量和定時(shí)方式、所提供的外圍功能模塊（Peripheral Circuit）、中斷源、工作電壓及功耗等等。
了解這些MCU Features后，接下來(lái)第一步就是將所選MCU的功能與實(shí)際項目開(kāi)發(fā)的要求的功能進(jìn)行對比，明確哪些資源是目前所需要的，哪些是本項目所用不到的。
對于項目中需要用到的而所選MCU不提供的功能，則需要認真理解MCU的相關(guān)資料，以求用間接的方法來(lái)實(shí)現，例如，所開(kāi)發(fā)的項目需要與PC機COM口進(jìn)行通訊，而所選的MCU不提供UART口，則可以考慮用外部中斷的方式來(lái)實(shí)現。
對于項目開(kāi)發(fā)需要用到的資源，則需要對其Manua*進(jìn)行認真的理解和閱讀，而對于不需要的功能模塊則可以忽略或瀏覽即可。對于MCU學(xué)習來(lái)講，應用才是關(guān)鍵，也是最主要的目的。
明確了MCU的相關(guān)功能后，接下來(lái)就可以開(kāi)始編程了。
對于初學(xué)者或初次使用此款MCU的設計者來(lái)說(shuō)，可能會(huì )遇到很多對MCU的功能描述不明確的地方，對于此類(lèi)問(wèn)題，可以通過(guò)兩種方法來(lái)解決，一種是編寫(xiě)特別的驗證程序來(lái)理解資料所述的功能;另一種則可以暫時(shí)忽略，單片機程序設計中則按照自己目前的理解來(lái)編寫(xiě)，留到調試時(shí)去修改和完善。前一種方法適用于時(shí)間較寬松的項目和初學(xué)者，而后一種方法則適合于具有一定單片機開(kāi)發(fā)經(jīng)驗的人或項目進(jìn)度較緊迫的情況。
指令系統千萬(wàn)不要特別花時(shí)間去理解。指令系統只是一種邏輯描述的符號，只有在編程時(shí)根據自己的邏輯和程序的邏輯要求來(lái)查看相關(guān)的指令即可，而且隨著(zhù)編程的進(jìn)行，對指令系統也會(huì )越來(lái)越熟練，甚至可以不自覺(jué)地記憶下來(lái)。
6 工程師對單片機編程的總結
1、要養成總結的好習慣，總結不僅是對自己學(xué)習的一個(gè)總結，還是對學(xué)習過(guò)程的一個(gè)回顧與加深，還可避免第二次犯錯。
2、編寫(xiě)程序之前先要有一個(gè)對該項目熟悉的了解，做到心中有數，列一個(gè)大致框架。仔細推敲該怎么布局，怎樣布局最合理，該步驟很重要。要分析先做哪個(gè)模塊，具體到該模塊的具體步驟，各個(gè)函數怎么命名，與其他模塊的銜接等。最好拿張紙記下重要過(guò)程。
3、對于c語(yǔ)言的模塊化編程，要先分好各個(gè)模塊，一個(gè)模塊一個(gè)模塊的編程，確定一個(gè)順序，按順序來(lái)，該模塊成功之后再編寫(xiě)下一個(gè)。對于頭文件，當該模塊編寫(xiě)好之后再編寫(xiě)該模塊的頭文件。
4、出現警告不要忽視，說(shuō)明該程序一定有不合理之處，要弄清其來(lái)源，找到解決辦法。找來(lái)源時(shí)要有針對性，可上網(wǎng)搜一下該方面的資料，或向別人請教。例如，居然把另一個(gè)工程內的main函數加入了這個(gè)工程。還有居然函數命名重復。還有根據實(shí)驗現象分析原因，層層遞進(jìn)。還有端口定義時(shí)居然選錯了接口。有時(shí)，實(shí)在解決不了就休息一下，在想也挺好的。再簡(jiǎn)單的地方也要注意一下，都有可能出錯。
在單片機應用開(kāi)發(fā)中，代碼的使用效率問(wèn)題、單片機抗干擾性和可靠性等問(wèn)題仍困擾著(zhù)?，F歸納出單片機開(kāi)發(fā)中應掌握的幾個(gè)基本技巧。
7 單片機開(kāi)發(fā)技巧
1、如何減少程序中的bug
對于如何減少程序的bug，應該先考慮系統運行中應考慮的超范圍管理參數如下。
- 物理參數：這些參數主要是系統的輸入參數，它包括激勵參數、采集處理中的運行參數和處理結束的結果參數。
- 資源參數：這些參數主要是系統中的電路、器件、功能單元的資源，如記憶體容量、存儲單元長(cháng)度、堆疊深度。
- 應用參數：這些應用參數常表現為一些單片機、功能單元的應用條件。過(guò)程參數：指系統運行中的有序變化的參數。
2、如何提高C語(yǔ)言編程代碼的效率
用C語(yǔ)言進(jìn)行單片機程序設計是單片機開(kāi)發(fā)與應用的必然趨勢。如果使用C編程時(shí)，要達到最高的效率，最好熟悉所使用的C編譯器。先試驗一下每條C語(yǔ)言編譯以后對應的匯編語(yǔ)言的語(yǔ)句行數，這樣就可以很明確的知道效率。在今后編程的時(shí)候，使用編譯效率最高的語(yǔ)句。各家的C編譯器都會(huì )有一定的差異，故編譯效率也會(huì )有所不同，優(yōu)秀的嵌入式系統C編譯器代碼長(cháng)度和執行時(shí)間僅比以匯編語(yǔ)言編寫(xiě)的同樣功能程度長(cháng)5-20%。
對于復雜而開(kāi)發(fā)時(shí)間緊的項目時(shí)，可以采用C語(yǔ)言，但前提是要求你對該MCU系統的C語(yǔ)言和C編譯器非常熟悉，特別要注意該C編譯系統所能支持的數據類(lèi)型和算法。雖然C語(yǔ)言是最普遍的一種高級語(yǔ)言，但由于不同的MCU廠(chǎng)家其C語(yǔ)言編譯系統是有所差別的，特別是在一些特殊功能模塊的操作上。所以如果對這些特性不了解，那么調試起來(lái)問(wèn)題就會(huì )很多，反而導致執行效率低于匯編語(yǔ)言。
3、如何解決單片機的抗干擾性問(wèn)題
防止干擾最有效的方法是去除干擾源、隔斷干擾路徑，但往往很難做到，所以只能看單片機抗干擾能力夠不夠強了。在提高硬件系統抗干擾能力的同時(shí)，軟件抗干擾以其設計靈活、節省硬件資源、可靠性好越來(lái)越受到重視。
單片機干擾最常見(jiàn)的現象就是復位，至于程序跑飛，其實(shí)也可以用軟件陷阱和看門(mén)狗將程序拉回到復位狀態(tài)，所以單片機軟件抗干擾最重要的是處理好復位狀態(tài)。
一般單片機都會(huì )有一些標志寄存器，可以用來(lái)判斷復位原因；另外你也可以自己在RAM中埋一些標志。在每次程序復位時(shí)，通過(guò)判斷這些標志，可以判斷出不同的復位原因；還可以根據不同的標志直接跳到相應的程序。這樣可以使程序運行有連續性，用戶(hù)在使用時(shí)也不會(huì )察覺(jué)到程序被重新復位過(guò)。
4、如何測試單片機系統的可靠性
當一個(gè)單片機系統設計完成，對于不同的單片機系統產(chǎn)品會(huì )有不同的測試項目和方法，但是有一些是必須測試的：
- 測試單片機軟件功能的完善性
- 上電、掉電測試
- 老化測試
- ESD和EFT等測試
有時(shí)候，我們還可以模擬人為使用中，可能發(fā)生的破壞情況。例如用人體或者衣服織物故意摩擦單片機系統的接觸端口，由此測試抗靜電的能力。用大功率電鉆靠近單片機系統工作，由此測試抗電磁干擾能力等。
綜上所述，單片機已成為計算機發(fā)展和應用的一個(gè)重要方面，單片機應用的重要意義還在于，它從根本上改變了傳統的控制系統設計思想和設計方法。
從前必須由模擬電路或數字電路實(shí)現的大部分功能，現在已能用單片機通過(guò)軟件方法來(lái)實(shí)現了。這種軟件代替硬件的控制技術(shù)也稱(chēng)為微控制技術(shù)，是傳統控制技術(shù)的一次革命。
此外在開(kāi)發(fā)和應用過(guò)程中我們更要掌握技巧，提高效率，以便于發(fā)揮它更加廣闊的用途。
作者：張巧龍
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