單片機的應用與開(kāi)發(fā)技巧

　　論文關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C 自動(dòng)控制 單片機應用 開(kāi)發(fā)技巧

　　論文摘要：目前單片機滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，本文介紹了單片機的應用并且根據自己的一些經(jīng)驗談了單片機應用過(guò)程中應該掌握的幾個(gè)技巧。
　　
　　
　　目前單片機滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個(gè)領(lǐng)域沒(méi)有單片機的蹤跡。導彈的導航裝置，飛機上各種儀表的控制，的網(wǎng)絡(luò )通訊與數據傳輸，廣泛使用的各種智能IC卡等等，這些都離不開(kāi)單片機。更不用說(shuō)自動(dòng)控制領(lǐng)域的機器人、智能儀表、醫療器械了。因此，單片機的學(xué)習、開(kāi)發(fā)與應用將造就一批與智能化控制的科學(xué)家、工程師。
　　
　　一、單片機的特點(diǎn)應用
　　
　　單片機的特點(diǎn)主要有 ：高集成度，體積小，高可靠性 ；控制功能強；低電壓，低功耗，便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品 ；易擴展；優(yōu)異的性能價(jià)格比。目前，單片機的應用領(lǐng)域 主要包括：辦公自動(dòng)化設備；單片機在機電一體化中的應用；在實(shí)時(shí)過(guò)程控制中的應用；單片機在日常生活及家用電器領(lǐng)域的應用；在各類(lèi)儀器儀表中引入單片機，使儀器儀表智能化，提高測試的自動(dòng)化程度和精度，簡(jiǎn)化儀器儀表的硬件結構，提高其性能價(jià)格比；在和領(lǐng)域中的應用；商業(yè)設備；單片機在醫用設備領(lǐng)域中的應用；汽車(chē)產(chǎn)品；航空航天系統和國防軍事、尖端武器等領(lǐng)域，單片機的應用更是不言而喻。
　　
　　二、單片機開(kāi)發(fā)中的幾個(gè)基本技巧
　　
　　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。
　　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參數如下。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。
　　
　　參考文獻：
　　[1]何立民.MCS-51系列單片機應用系統設計系統配置與接口技術(shù).北京：北京 航空航天大學(xué)出版社，1990
　　[2]蔡美琴等.MCS-51單片機系統及其應用.北京：高等出版社，1992
　　[3]孫涵芳.MCS-51/96系列單片機原理及應用.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1996

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