❶ 《单片机》课程学习总结
《单片机》课程学习总结
篇一:《单片机》课程学习总结
《单片机》这门课程我已经学了一个学期了,在这一个学期的学习过程中,我一开始不怎么懂得编程,但慢慢的我现在已经不仅会读程序还会写程序了。真为自己一个学期来努力学到的单片机知识只是而感到高兴。
怎么学单片机?也常看到有人说学了好几个月可就是没有什么进展。当然,受限于每个人受到的教育水平不同和个人理解能力的差异,学习起来会有快慢之分,但我感觉最重的就是学习方法。一个好的学习方法,能让你事半功倍,这里说说我学习单片机的经历和方法。
我觉得学习单片机首先要懂得C语言,因为单片机大多说都是靠程序来实现的,如果看不懂程序或则不懂的编程是很难学会单片机的。学习单片机首先要明白一个程序是怎么走的,要完全懂得程序每一个步骤的意思。其次要懂得每一条指令的意思,不能盲目地去靠背指令,这是记得不牢靠的,最主要的还是靠了解。学习单片机最主要的对89C51芯片内部结构有全方面的,只要了解了89C51才能知道单片机实现什么样的功能和作用,才能对单片机有更深一步的了解。 通过一个学期《单片机》这门课程的学习,我也从中有了不少心
得和体会想和大家分享一下。
万事开头难、要勇敢迈出第一步。开始的时候,不要老是给自己找借口,不要说单片机的程序全是英文,自己看不懂。遇到困难要一件件攻克,不懂指令就要勤奋看书,不懂程序就先学它,这方面网上教程很多,随便找找看一下,做几次就懂了。然后可以参考别的人程序,抄过来也无所谓,写一个最简单的,让它运行起来,先培养一下自己的感觉,知道写程序是怎么一回事,无论写大程序还是小程序,要做的工序不会差多少。然后建个程序,加入项目中,再写代码、编译、运行。必须熟悉这一套工序。个人认为,一块学习板还是必要的,写好程序在上面运行一下看结果,学习效果会好很多,仿真器就看个人需要了。单片机是注重理论和实践的,光看书不动手,是学不会的。
知识点用到才学,不用的暂时丢一边。厚厚的一本书,看着人头都晕了,学了后面的,前面的估计也快忘光了,所以,最好结合实际程序,用到的时候才去看,不必说非要把书从第一页看起,看完它才来写程序。比如你写流水灯,完全就没必要看中断的知识,专心把流水灯学好就是了,这是把整本书化整为零,一小点一小点的啃。 程序不要光看不写,一定要自己写一次。最开始的时候,什么都不懂,可以抄人家的程序过来,看看每一句是干什么用的,达到什么目的,运行后有什么后果。看明白了之后,就要自己写一次,你会发现,原来看明白别人的程序很容易,但到自己写的时候却一句也写不出来,这就是差距。当你自己能写出来的时候,说明你就真的懂了。
必须学会掌握调试程序的方法。不少人写程序,把代码写好了,
然后一运行,不是自己想要的结果,就晕了,然后跑到论坛上发个帖子,把程序一贴,问:为什么我的程序不能正常运行?然后就等别人来给自己分析。这是一种很不好的行为,应该自己学会发现问题和学会如何解决问题。这就需要学习调试程序的方法,比如KEIL里,可以下断点啦,查看寄存器内容等等,这些都是调试程序的手段,当你发现你写的程序运行结果和你想象中不一样的时候,你可以单步,也可以下断点,然后跟踪,查看各相关寄存器内容,看看程序运行过中是不是有什么偏差,找出影响结果的地方,改正过来。这一个过程非常重要,通过程序的排错,你可以学到的知识是书上得不到的。
找到解决问题思路比找到代码更重要。我们用单片机来控制周边器件,达到我们想到的目的,这是一个题目,而如何写出一个程序,来控制器件按你想要的结果去运作,这个就是解题的思路。要写程序,就得先找到解决问题的思路,你学会找出这个解题思路,比你找到代码更为重要。不少人很喜欢找人家的代码,有的人甚至有了代码就直接复制到自己的程序中,可以说,这不是一种学习的态度,无助于你编程水平的提高。
我几乎不怎么看人家的代码,多数时候是看别人的思路,有方框图最好,没有的话文字说明也可以。要从代码中看出别人处理问题的思路,是相当困难的,特别是大型的程序,看起来是非常的累人。所以现在我也明白了,以前读书时说的程序流程图很重要,现在算是知道了。当你知道一个问题怎么去解决了,那么剩下的只是你安排代码去完成,这就已经不是什么问题了。
开动脑筋,运用多种方法,不断优化自己的程序。想想用各种不同方法来实现同一功能。这是一个练习和提高的过程,一个问题,你解决了,那么你再想想,能不能换种写法,也可以实现同一功能,或者说,你写出来的代码,能不能再精简一点,让程序执行效率更高,这个过程,就是一个进步的过程。很多知识和经验的获得,并不是直接写在书让你看就可以得到的,需要自己去实践,开动脑筋,经验才能得到积累,编程水平才能有所提高。
看别人的程序,学习人家的思路。这个在学习初期是很有用,通过看别人的程序,特别是老师写出的具有一定水平的程序,可以使自己编程水平得到迅速的提高。同时,也可以结合别人的编程手法,与自己的想法融合在一起,写出更高水平的程序,从中得到进步。但要注意,切忌将学习变成抄袭,更不是抄袭完了就认为自己学会了,这样做只会使你退步。
尝试编写一下综合应用的程序。从流水灯学起,到动态扫描,再到中断,那么,你可以试试写一下时钟这种综合性应用的程序,不要小看时钟,要写好它不是一件容易的事情,它包括了单片机大部分的知识,比如有按键(IO读取)、动态扫描(IO输出)、中断等,如何协调好各功能模块正常工作,才是编程者需要学习的地方,当你单独写一个功能的时候,比如按键读取,你可能感觉很容易,因为你的程序什么也不做,只是读按键。但把它和其它功能混合在一起,如何在整个程序运行中使每一部分都正常工作,这就不是写一个按键读取这么容易的事情,功能模块之间有可能会互相影响,比如你需要让数码管既能显示,又要去处理按键读取,怎么使这两部分都正常工作,这就是一个协调过程。当你有了这个处理协调能力,你就算是入门了。
着重于培养解决问题的能力,而不是具体看自己编写了多少程序或者做过什么。“学单片机重点在于学习解决问题的思路,而不是局限于具体的芯片类型和语言”这一直是我的座右铭,是我学单片机学习单片机之后感悟出来的。真正的能力不是你曾经编写过多少个可以实现的程序,而应该是:“遇到没有解决过的问题,能利用自己已学的知识,迅速找到解决问题的方法。”这个才是能力。
面对一个新程序时,多自己开动脑筋,不要急于找别人的程序。
有不少人面对一个新程序时,第一步想到的就是网上找别人写过的程序,然后抄一段,自己再写几句,凑在一起就完成任务,这虽然可能是省时间,但绝对不利你的学习。当你接到一个程序时,应该先自己构思一下整个程序的架构,想想如何来完成。有可能的话,画一个流程图,简单的可以画在脑子里,对程序中用到的数据、变量有一个初步的安排,然后自己动手去写,遇到实在没办法解决的地方,再去请教老师或同学,或看别人是怎么处理的,这样首先起码你自己动过脑想过,自己有自己的思路。如果你一开始就看别人的程序,你的思维就会受限在别人的思维里,自己想再创新就更难了,这样你自己永远也没办法提高,因为你是走在别人的影子里。
学会提问题。一般来说,学习过程中,你遇上的问题,多数人也有遇上的,所以如果有什么不懂,你可以去问老师。我觉得学习单片机最主要的要多提问,对于一个自己不是太懂的程序,自己一定要多提问几遍,这样不但有利于加深自己的印象还能从中学到不少别人的方法。
经过一个学期我对《单片机》这门课程的学习,不仅让我懂得了很多程序的编写,还让我学到了很多对自己有用的学习方法。总结这个学期来的我自己的学习情况,我觉得自己对编程进步了不少,懂得运用正确的学习方法学习单片机程序,不再去死记硬背指令了。所以我觉得学习要不断总结学习方法,才能让自己学习不断进步。
交通信号灯设计报告
实验目的: P1口的使用方法,延时程序的编写
实验要求:在一个十字路口分为东西南北走向,信号等按以下的状态顺序工作:
(1) 初始状态0,东西、南北红灯全亮。延时一定时间;
(2) 状态1,南北绿灯亮通车,东西红灯,延时一定时间;
(3) 状态2,南北绿灯闪烁几次转黄灯,东西仍然红灯,延时一定
时间;
(4) 状态3,南北红灯,东西绿灯通车,延时一定时间;
(5) 状态4,南北仍然红灯,东西绿灯闪烁几次转黄灯,延时一定
时间;
(6) 循环至状态1,继续
实验电路和流程框架图:
(1) 硬件电路
交通灯实训设备用最小系统板和信号灯组合而成。
2、软件编程
若各路口灯亮灭的时间间隔为2s钟,灯光闪烁时间间隔为0.5s。用软件延时的方法,晶振频率12MHz时,一个机器周期为1us。
编写交通信号灯程序:
编写主程序,由R7做主程序的计数器,确定调用延时时间为0.5s,从而获得交通灯的亮灭时间。
篇二:《单片机》课程学习总结
时光飞逝,一转眼,一个学期又进尾声了,本学期的单片机课程也结束,但通过这次单片机的学习,我不仅加深了对单片机理论的理解,将理论很好地应用到实际当中去,而且我还学会了如何去培养我们的创新精神,从而不断地战胜自己,超越自己。创新可以是在原有的基础上进行改进,使之功能不断完善,成为真己的东西。
当今社会随着电子技术的发展,特别是随着大规模集成电路的产生,给人们的生活带来了根本性的变化,如果说微型计算机的出现使现代的科学研究得到了质的飞跃,那么可编程控制器的出现则是给现代工业控制测控领域带来了一次新的革命。在现代社会中,温度控制不仅应用在工厂生产方面,其作用也体现到了各个方面。本学期我们就学习了单片机这门课程,感觉是有点难呢。也不知道整个学习过程是怎么过来得,可是时间不等人。
刚开始学习的时候,对单片机没有什么认识,不知道什么是单片机,更不知道它有什么作用。通过学习才大体知道了单片机的一些知识。单片机是一块在集成电路芯片上集成了一台有一定规模的微型计算机。简称为:单片微型计算机或单片机。单片机的应用到处可见,应用领域广泛,主要应用在智能仪表、实时控制、通信、家电等方面。由中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、I/O接口、定时器/计数器以及串行通信接口等集成在一块芯片上,构成了一个单片微型计算机,简称为单片机。它的应用范围很广,在工业自动化中应用有数据采集、测控技术。
在智能仪器仪表中应用有数字示波器、数字信号源、自动取款机等。在消费类电子产品中应用有空调机、电视机、微波炉、手机、IC卡、汽车电子设备等。在通讯方面应用有手机、小灵通等。在武器装备方面应用有飞机、坦克、导弹、航天飞机、智能武器等。刚开始学习时只能抄写别人做成功的程序,一遍一遍的写,从简单的入手,逐步的积累,一步步的能够将小的程序结合到一起,拼接成较为复杂一些的程序。但是程序不要只是看别人得,一定要自己写过才是自己的。只有当你自己能写出来的时候说明你真懂了。刚接触KEIL时确实很让人头疼,使用 KEIL不会建项目、不会使用实验板。然后可以参考已经成功的程序,抄过来,写一个最简单的,让它运行起来,先培养一下自己的感觉,先建个项目,再配置一下项目,然后建个程序,加入项目中,再写代码、编译、生成HEX,刷进单片机中、运行。其实当遇到问题一定要自己尝试着解决,不能遇到问题就去问别人,自己一定要掌握解决问的方法和思路。对一个新项目时,自己一定要多想想,不要急着去看别人是怎么写的。应该先想一下程序的构架,想想如何来完成。然后自己动手去写,理清自己的思路这样更容易提高自己。
熟悉单片机的人都知道,要学好单片机可不是一件容易的事,倒不是因为单片机很难学,而是很难找到一本专为单片机入门者而编写的教材。翻一下身边的单片机教材,都好像是为已经懂单片机的人而写的,一般先介绍单片机的硬件结构和指令系统,再是系统扩展和外围器件,顺便讲一些应用设计(随便说一下,很多书中的电路设计已经过时,并且有些程序还是错误的`)。如果按照此种学习方法,想进行产品开发,就必须先把所有的知识全部掌握了才可以进行实际应用。学习使用单片机只能靠循序渐进的积累,虽然单片机的课程只上了几节就去上班了,但在学习的过程中有了一定的了解。下面就本人学习单片机的过程和经验做简要介绍。
首先,学习单片机要有一定的基础:电子技术方面要有数字电路和模拟电路等方面的理论基础,特别是数字电路;编程语言要求汇编语言或C语言。要想成为单片机高手,建议初学者首先学习汇编语言,学的差不多的时候,转入C语言学习。尽管汇编语言属于低级语言,编程效率低,但是较C语言具有目标代码简短,占用内存少,执行速度快等优点,更重要的是能使初学者尽快熟悉单片机的内部结构,并能对其进行精确的控制。汇编语言在单片机教材里面都会涉及,不需要单独购买教材和学习。C语言是一门学问,有很多专业书籍来讲解,并且对我们今后的编程生涯有绝对的好处,因此要深入学习,千万不要自以为看了某某的视频教程就以为掌握了C语言,那只是C语言的一部分。在这里给大家推荐一本单片机C语言程序设计参考书,马忠梅等着,北京航空航天大学出版社出版的《单片机的C语言应用程序设计》,要求C语言基础。如果没学过C语言,建议学习清华大学谭浩强编写的C语言程序设计,这本书写的不错,通俗易懂。
其次,是单片机教材选择。单片机是一门非常重视实践的技术,不能总是看书,但要学习它首先应看书,对单片机引脚、内部结构、寄存器和原理有一定地了解和感官认识,它的是怎样工作的,能干些什么?刚开始时,也许你看不明白,但这并不要紧,因为你还缺乏实践经验。现在单片机应用广泛,因此各个厂家分别推出了自己的单片机,我们没必要每样都学!因为他们的编程方法和调试过程以及内部指令结构有一定的相似,只要学精通一款就OK了!尤其是用C语言编程,就几乎不用分什么派系,但是我们要选择一款有代表性的知识范围广,并且入门容易,书籍多。一般来说,MCS-51系列单片机已经得到广泛的普及和应用,市场上它的资料也比较多,用的人也很多。给大家推荐一些参考书,学习时只需要一本就足够拉。书名:《新编MCS-51单片机应用设计》,哈尔滨工业大学出版,作者:张毅刚;书名:《单片机原理及应用》,高等教育出版社,作者:张毅刚等;书名:《单片机高级教程:应用与设计》,北京航空航天大学出版社,作者:何立民。相关教材还有很多,在这不一一列举。
然后,是开发工具和开发环境的选择。选择一块合适的学习板,对于初学者来说一般无力接受,如果经济条件允许、本人又对单片机很感兴趣、有从事相关工作意向的话,鼓励大家购买。随便说一句,学习板功能要求太全,具有流水灯、数码管、独立键盘、矩阵键盘、AD或DA、液晶、蜂鸣器等就差不多啦,毕竟,功能齐全的价格比较高。仿真器对单片机初学者来说既是那么耳熟,同时又有些陌生,这主要是因为市场上传统的仿真器价格都在千元以上,对经济不是非常宽裕的人来说是不小的开支。同时仿真器是用来提高调试程序效率的,也不是非需不可的,如果你没有仿真器,遇到程序出错的时候,只好苦思冥想,反复烧写调试。
随便推荐一下,学林电子的51tracer仿真器,有兴趣的朋友可关注一下。有了单片机教程板以后,先看下指导说明书,熟悉一下学习板,开卷有益。以后就得靠自己多练习了,将学习板与电脑连接好,先学会开发软件的使用,然后从最简单的流水灯实验做起,按照你自己的意愿控制流水灯,当你完成时,你会发现这是多么惬意的事情。太好玩了,你会觉得这不是在学习,而是在玩,当你发现,单片机能够按照你编写的程序工作时,你会觉得非常兴奋,比做什么事情都开心,这样你会慢慢迷上单片机,真的。不少网站上说搞定某个实验,就恭维的告诉你一声”恭喜你,学会了”自己学会了单片机,这有点可笑,这只能说明你算过关了,对单片机有了一定了解和会使用它了。但是单片机能完成的功能太多了,尤其是对外围器件的控制,综合起来能设计出许多意想不到的产品.因此除了入门外,精通可千万别轻易说出口。
最后,在熟练掌握和应用后,那可以说对于单片机方面的硬件你已经入门了,剩下的就是自己练习设计开发各种课题,不断的积累经验。最终,自己完全设计具有个人风格的课题,产品,这样你就是单片机高手拉。只要过了第一关,后面的路就好走多了,万事开头难,这大家可能都听过。
有时候单片机的学习很单调,有些知识学起来很抽象,不容易理解,只能慢慢适应,一边学习理论知识,一边编写程序,将程序刷入单片机进行调试,通过这种方式才能更快速的学习单片机。要坚定自己的学习信心,在付出持之以恒的努力,我相信自己能进一步加深对单片机的了解,在单片机的学习道路上走得更远!
;❷ 单片机返回数据为-0.0
单片机返回数据为-0.0的原因如下,在单片机开发过程中,从硬件设计到软件设计几乎是开发者针对本系统特点亲自完成的。这样虽然可以降低系统成本,提高系统的适应性,但是每个系统的调试占去了总开发时间的2/3,可见调试的工作量比较大。单片机系统的硬件调试和软件调试是不能分开的,许多硬件错误是在软件调试中被发现和纠正的。但通常是先排除明显的硬件故障以后,再和软件结合起来调试以进一步排除故障。可见硬件的调试是基础,如果硬件调试不通过,软件设计则是无从做起。本文结合作者在单片机开发过程中体会,讨论硬件调试的技巧。
当硬件设计从布线到焊接安装完成之后,就开始进入硬件调试阶段,调试大体分为以下几步。
1 硬件静态的调试
1.1排除逻辑故障
这类故障往往由于设计和加工制板过程中工艺性错误所造成的。主要包括错线、开路、短路。排除的方法是首先将加工的印制板认真对照原理图,看两者是否一致。应特别注意电源系统检查,以防止电源短路和极性错误,并重点检查系统总线(地址总线、数据总线和控制总线)是否存在相互之间短路或与其它信号线路短路。必要时利用数字万用表的短路测试功能,可以缩短排错时间。
1.2排除元器件失效
造成这类错误的原因有两个:一个是元器件买来时就已坏了;另一个是由于安装错误,造成器件烧坏。可以采取检查元器件与设计要求的型号、规格和安装是否一致。在保证安装无误后,用替换方法排除错误。
1.3排除电源故障
在通电前,一定要检查电源电压的幅值和极性,否则很容易造成集成块损坏。加电后检查各插件上引脚的电位,一般先检查VCC与GND之间电位,若在5V~4.8V之间属正常。若有高压,联机仿真器调试时,将会损坏仿真器等,有时会使应用系统中的集成块发热损坏。
2 联机仿真调试
联机仿真必须借助仿真开发装置、示波器、万用表等工具。这些工具是单片机开发的最基本工具。
信号线是联络8031和外部器件的纽带,如果信号线连结错误或时序不对,那么都会造成对外围电路读写错误。51系列单片机的信号线大体分为读、写信号线、片选信号线、时钟信号线、外部程序存贮器读选通信号(PSEN)、地址锁存信号(ALE)、复位信号等几大类。这些信号大多属于脉冲信号,对于脉冲信号借助示波器(这里指通用示波器)用常规方法很难观测到,必须采取一定措施才能观测到。应该利用软件编程的方法来实现。例如对片选信号,运行下面的小程序就可以检测出译码片选信号是否正常。
MAIN:MOVDPTR,#DPTR
;将地址送入DPTR
MOVXA,@DPTR
;将译码地址外RAM中的内容送入ACC
NOP;适当延时
SJMPMAIN;循环
执行程序后,就可以利用示波器观察芯片的片选信号引出脚(用示波器扫描时间为1μs/每格档),这时应看到周期为数微秒的负脉冲波形,若看不到则说明译码信号有错误。
对于电平类信号,观测起来就比较容易。例如对复位信号观测就可以直接利用示波器,当按下复位键时,可以看到8031的复位引脚将变为高电平;一旦松开,电平将变低。
总而言之,对于脉冲触发类的信号我们要用软件来配合,并要把程序编为死循环,再利用示波器观察;对于电平类触发信号,可以直接用示波器观察。
下面结合在自动配料控制系统中键盘、显示部分的调试过程来加以说明。本系统中的键盘、显示部分都是由并行口芯片8155扩展而成的。8155属于可编程器件,因而很难划分硬件和软件,往往在调试中即使电路安装正确没有一定的指令去指挥它工作,也是无法发现硬件的故障。因此要使用一些简单的调试程序来确定硬件的组装是否正确、功能是否完整。在本系统中采取了先对显示器调试,再对键盘调试。
❸ 你好,我遇到了和你一样的问题用的stc单片机下程序不运行你是怎么解决的望告知。谢谢。
当然是调试了,用串口输出一些参数看是否正确。可以在管脚用LED显示。软件排错。更换另一片单片机看看。。。
❹ 一段单片机C语言程序的排错
那个void show7() 后面有中文的东西
你肯定没看清,没有删去。
编译过了,有个警告,说有个东西没调用。你自己看着办了。
#include <reg51.h>
#include <absacc.h>
#include <intrins.h>
sbit P_00=P0^0;
sbit P_01=P0^1;
sbit P_02=P0^2;
sbit P_03=P0^3;
sbit P_14=P1^4;
sbit P_20=P2^0;
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
uchar key,n=0,m=0; long h=0;
uchar a[]={00000000,00000001,00000010,00000011,00100000,00100001,00100010,00100011,01000000,01000001};
void delay10ms()
{uchar i,j;
for(i=0;i<10;i++)
for(j=0;j<120;j++);
}
uchar key_scan() //P1口低四位接4个开关
{P1=0xFF;
if(P1&0xFF!=0xFF)
{delay10ms();
if(P1&0xFF!=0xFF)
{switch(P1)
{
case 0xFE:
key=1;break;
case 0xFD:
key=2;break;
case 0xFB:
key=3;break;
case 0xF7:
key=4;break;
default:break;
}
}
return key;
}
else
P_20=0;
}
uchar key_free()
{key=key_scan();
P1=0xFF;
while(P1&0xFF!=0xFF)
{}
return key;
}
/*void show()错误显示在该行 、
{
if((n<=9)&&(n>=1))
P0=a[n];
else
P0=a[0];
}*/
void show7()
{
if((n <= 9) && (n >= 1))
{
P0 = a[n];
}
else
{
P0 = a[0];
}
}
void maichong()
{uint k;
P_20=0;
while(1)
{for(k=1;k<=500;k++);
P_20=~P_20;
if(P_20==1)
h++;
if(h=1600*n)
P_20=0;
}
}
void main()
{while(1)
{key_scan();
key_free();
n=n+key;
if((m++<5)&&(P_14==0))
show7();
maichong();
}
}
❺ 单片机编程找不到语法错误,我快阵亡了,求大神帮忙
可以试试用截取法排错,一段一段添加执行,直到出错为止
❻ 用C语言写的单片机控制led闪烁程序 无法运行 求指点 程序如下
#include<at89x51.h>
sbit led=P1^0;
#define uint unsigned int
uint i,j,k;
void main()
{
while(1)
{
led=1;
for(i=0;i<100;i++)
for(j=0;j<100;j++)
for(k=0;k<100;k++);
led=0;
for(i=0;i<100;i++)
for(j=0;j<100;j++)
for(k=0;k<100;k++);
}
}
❼ 如何优化单片机C语言代码 转
优化代码和优化速度实际上是一个予盾的统一,一般是优化了代码的尺寸,就会带来执行时间的增加,如果优化了程序的执行速度,通常会带来代码增加的副作用,很难鱼与熊掌兼得,只能在设计时掌握一个平衡点。 一、程序结构的优化 1、程序的书写结构虽然书写格式并不会影响生成的代码质量,但是在实际编写程序时还是应该尊循一定的书写规则,一个书写清晰、明了的程序,有利于以后的维护。在书写程序时,特别是对于While、for、do…while、if… elst、switch…case 等语句或这些语句嵌套组合时,应采用"缩格"的书写形式, 2、标识符程序中使用的用户标识符除要遵循标识符的命名规则以外,一般不要用代数符号(如a、b、x1、y1)作为变量名,应选取具有相关含义的英文单词(或缩写)或汉语拼音作为标识符,以增加程序的可读性,如:count、 number1、red、work 等。 3、程序结构C 语言是一种高级程序设计语言,提供了十分完备的规范化流程控制结构。因此在采用C 语言设计单片机应用系统程序时,首先要注意尽可能采用结构化的程序设计方法,这样可使整个应用系统程序结构清晰,便于调试和维护。于一个较大的应用程序,通常将整个程序按功能分成若干个模块,不同模块完成不同的功能。各个模块可以分别编写,甚至还可以由不同的程序员编写,一般单个模块完成的功能较为简单,设计和调试也相对容易一些。在 C 语言中,一个函数就可以认为是一个模块。所谓程序模块化,不仅是要将整个程序划分成若干个功能模块,更重要的是,还应该注意保持各个模块之间变量的相对独立性,即保持模块的独立性,尽量少使用全局变量等。对于一些常用的功能模块,还可以封装为一个应用程序库,以便需要时可以直接调用。但是在使用模块化时,如果将模块分成太细太小,又会导致程序的执行效率变低 (进入和退出一个函数时保护和恢复寄存器占用了一些时间)。 4、定义常数在程序化设计过程中,对于经常使用的一些常数,如果将它直接写到程序中去,一旦常数的数值发生变化,就必须逐个找出程序中所有的常数,并逐一进行修改,这样必然会降低程序的可维护性。因此,应尽量当采用预处理命令方式来定义常数,而且还可以避免输入错误。 5、减少判断语句能够使用条件编译(ifdef)的地方就使用条件编译而不使用if 语句,有利于减少编译生成的代码的长度。 6、表达式对于一个表达式中各种运算执行的优先顺序不太明确或容易混淆的地方,应当采用圆括号明确指定它们的优先顺序。一个表达式通常不能写得太复杂,如果表达式太复杂,时间久了以后,自己也不容易看得懂,不利于以后的维护。 7、函数对于程序中的函数,在使用之前,应对函数的类型进行说明,对函数类型的说明必须保证它与原来定义的函数类型一致,对于没有参数和没有返回值类型的函数应加上"void"说明。如果果需要缩短代码的长度,可以将程序中一些公共的程序段定义为函数,在Keil 中的高级别优化就是这样的。如果需要缩短程序的执行时间,在程序调试结束后,将部分函数用宏定义来代替。注意,应该在程序调试结束后再定义宏,因为大多数编译系统在宏展开之后才会报错,这样会增加排错的难度。 8、尽量少用全局变量,多用局部变量。因为全局变量是放在数据存储器中,定义一个全局变量,MCU 就少一个可以利用的数据存储器空间,如果定义了太多的全局变量,会导致编译器无足够的内存可以分配。而局部变量大多定位于 MCU 内部的寄存器中,在绝大多数MCU 中,使用寄存器操作速度比数据存储器快,指令也更多更灵活,有利于生成质量更高的代码,而且局部变量所的占用的寄存器和数据存储器在不同的模块中可以重复利用。 9、设定合适的编译程序选项许多编译程序有几种不同的优化选项,在使用前应理解各优化选项的含义,然后选用最合适的一种优化方式。通常情况下一旦选用最高级优化,编译程序会近乎病态地追求代码优化,可能会影响程序的正确性,导致程序运行出错。因此应熟悉所使用的编译器,应知道哪些参数在优化时会受到影响,哪些参数不会受到影响。在ICCAVR 中,有"Default"和 "Enable Code Compression"两个优化选项。在CodeVisionAVR 中,"Tiny"和 "small"两种内存模式。在IAR==有7 种不同的内存模式选项。在GCCAVR 中优化选项更多,一不小心更容易选到不恰当的选项。 二、代码的优化1、选择合适的算法和数据结构应该熟悉算法语言,知道各种算法的优缺点,具体资料请参见相应的参考资料,有很多计算机书籍上都有介绍。将比较慢的顺序查找法用较快的二分查找或乱序查找法代替,插入排序或冒泡排序法用快速排序、合并排序或根排序代替,都可以大大提高程序执行的效率。.选择一种合适的数据结构也很重要,比如你在一堆随机存放的数中使用了大量的插入和删除指令,那使用链表要快得多。数组与指针具有十分密码的关系,一般来说,指针比较灵活简洁,而数组则比较直观,容易理解。对于大部分的编译器,使用指针比使用数组生成的代码更短,执行效率更高。但是在Keil 中则相反,使用数组比使用的指针生成的代码更短。 2、使用尽量小的数据类型能够使用字符型(char)定义的变量,就不要使用整型(int)变量来定义;能够使用整型变量定义的变量就不要用长整型(long int),能不使用浮点型(float)变量就不要使用浮点型变量。当然,在定义变量后不要超过变量的作用范围,如果超过变量的范围赋值,C 编译器并不报错,但程序运行结果却错了,而且这样的错误很难发现。在ICCAVR 中,可以在 Options 中设定使用printf 参数,尽量使用基本型参数(%c、%d、%x、%X、%u 和%s 格式说明符),少用长整型参数(%ld、%lu、%lx 和%lX 格式说明符),至于浮点型的参数(%f)则尽量不要使用,其它C 编译器也一样。在其它条件不变的情况下,使用%f 参数,会使生成的代码的数量增加很多,执行速度降低。 3、使用自加、自减指令通常使用自加、自减指令和复合赋值表达式(如a- =1 及a+=1 等)都能够生成高质量的程序代码,编译器通常都能够生成inc 和 dec 之类的指令,而使用a=a+1 或a=a-1 之类的指令,有很多C 编译器都会生成二到三个字节的指令。在AVR 单片适用的ICCAVR、GCCAVR、IAR 等C 编译器以上几种书写方式生成的代码是一样的,也能够生成高质量的inc 和dec 之类的的代码。 4、减少运算的强度可以使用运算量小但功能相同的表达式替换原来复杂的的表达式。如下:(1)、求余运算。a=a%8;可以改为:a=a&7;说明:位操作只需一个指令周期即可完成,而大部分的C 编译器的"%"运算均是调用子程序来完成,代码长、执行速度慢。通常,只要求是求2n 方的余数,均可使用位操作的方法来代替。(2)、平方运算a=pow(a,2.0);可以改为:a=a*a;说明:在有内置硬件乘法器的单片机中(如51 系列),乘法运算比求平方运算快得多,因为浮点数的求平方是通过调用子程序来实现的,在自带硬件乘法器的 AVR 单片机中,如ATMega163 中,乘法运算只需2 个时钟周期就可以完成。既使是在没有内置硬件乘法器的AVR 单片机中,乘法运算的子程序比平方运算的子程序代码短,执行速度快。如果是求3 次方,如:a=pow(a,3.0);更改为:a=a*a*a;则效率的改善更明显。(3)、用移位实现乘除法运算 a=a*4;b=b/4;可以改为:a=a 2; b=b 2;说明:通常如果需要乘以或除以2n,都可以用移位的方法代替。在 ICCAVR 中,如果乘以2n,都可以生成左移的代码,而乘以其它的整数或除以任何数,均调用乘除法子程序。用移位的方法得到代码比调用乘除法子程序生成的代码效率高。实际上,只要是乘以或除以一个整数,均可以用移位的方法得到结果,如:a=a*9 可以改为:a=(a 3)+a 5、循环(1)、循环语对于一些不需要循环变量参加运算的任务可以把它们放到循环外面,这里的任务包括表达式、函数的调用、指针运算、数组访问等,应该将没有必要执行多次的操作全部集合在一起,放到一个init 的初始化程序中进行。(2)、延时函数:通常使用的延时函数均采用自加的形式:void delay(void){unsigned int i;for(i=0;i 1000;i++);}将其改为自减延时函数:void delay(void){unsigned int i; for(i=1000;i 0;i--);}两个函数的延时效果相似,但几乎所有的C 编译对后一种函数生成的代码均比前一种代码少1~3 个字节,因为几乎所有的MCU 均有为0 转移的指令,采用后一种方式能够生成这类指令。在使用while 循环时也一样,使用自减指令控制循环会比使用自加指令控制循环生成的代码更少 1~3 个字母。但是在循环中有通过循环变量"i"读写数组的指令时,使用预减循环时有可能使数组超界,要引起注意。(3)while 循环和do…while 循环用 while 循环时有以下两种循环形式:unsigned int i;i=0;while(i 1000){i++;//用户程序}或:unsigned int i;i=1000;do i--;//用户程序 while(i 0);在这两种循环中,使用do…while 循环编译后生成的代码的长度短于while 循环。6、查表在程序中一般不进行非常复杂的运算,如浮点数的乘除及开方等,以及一些复杂的数学模型的插补运算,对这些即消耗时间又消费资源的运算,应尽量使用查表的方式,并且将数据表置于程序存储区。如果直接生成所需的表比较困难,也尽量在启动时先计算,然后在数据存储器中生成所需的表,后以在程序运行直接查表就可以了,减少了程序执行过程中重复计算的工作量。7、其它比如使用在线汇编及将字符串和一些常量保存在程序存储器中,均有利于优化。
❽ 单片机实验注意事项
单片机开发规则与注意事项
随着大规模集成电路技术的发展,单片微型计算机也随之大发展,各种新颖的单片机层出不穷。单片机具有体积小、重量轻、应用灵活且价格低廉等特点,广泛地应用于人类生活的各个领域,成为当今科学技术现代化不可缺少的重要工具。
单片机系统的开发融合了硬件和软件的相关技术。要完成单片机系统的开发,用户不仅需要掌握编程技术,还需要针对实际应用选择合理的单片机芯片和外围器件,以此为基础,设计硬件电路。
正确估计单片机的能力,知道单片机能做什么,最大程度的挖掘单片机的潜力对一个单片机系统设计者来说是至关重要的。单片机的能力的关键就在软件设计者编写的软件上。只有充分地了解到单片机的能力,才不会做出“冗余”的系统设计。而采用许多的外围芯片来实现单片机能实现的功能。这样做,即增加了系统成本,也可能会降低了系统的可靠性。
要完成单片机系统的开发,用户不仅需要掌握编程技术,还需要针对实际应用选择合理的单片机芯片和外围器件,以此为基础,设计硬件电路。
单片机开发规则与注意事项
设计满足要求的最精简的系统
正确估计单片机的能力,知道单片机能做什么,最大程度的挖掘单片机的潜力对一个单片机系统设计者来说是至关重要的。单片机的能力的关键就在软件设计者编写的软件上。只有充分地了解到单片机的能力,才不会做出“冗余”的系统设计。而采用许多的外围芯片来实现单片机能实现的功能。这样做,即增加了系统成本,也可能会降低了系统的可靠性。
看门狗电路通常是一块在有规律的时间间隔中进行更新的硬件。更新一般由单片机来完成,如果在一定间隔内没能更新看门狗,那看门狗将产生复位信号,重新复位单片机。更新看门狗的具体形式多是给看门狗芯片相关引脚提供一个电平上升沿或读写它的某个寄存器。使用看门狗电路将在单片机发生故障进行死机状态时,重新复位单片机,像EN8F154本身就带有看门狗。
确定系统的复位信号可靠
一般在单片机的数据手册(Datasheet)中都会提到该单片机需要的复位信号的要求。一般复位信号的宽度应为。复位电平的宽度和幅度都应满足芯片的要求,并且要求保持稳定。还有特别重要的一点就是复位电平应与电源上电在同一时刻发生,即芯片一上电,复位信号就已产生。不然,由于没有经过复位,单片机中的寄存器的值为随机值,上电时就会按PC寄存器中的随机内容开始运行程序,这样很容易进行误操作或进入死机状态。
确定系统的初始化有效
系统中的芯片以及器件从上电开始到正常工作的状态往往有一段时间,程序开始时延时一段时间,是让系统中所有器件到达正常工作状态。究竟延时多少才算合适?这取决于系统的各芯片中到达正常工作状态的时间,通常以最慢的为准。一般来说,EN8F154的延时20-100毫秒已经足够。对于系统中使用嵌入式MODEM等“慢热”型的器件来说,则应更长。当然,这都需要在系统实际运行中进行调整。
当然,仿真是单片机开发过程中非常重要的一个环节,除了一些极简单的任务,一般产品开发过程中都要进行仿真,仿真的主要目的是进行软件调试,当然借助仿真机,也能进行一些硬件排错。一块单片机应用电路板包括单片机部份及为达到使用目的而设计的应用电路,仿真就是利用仿真机来代替应用电路板(称目标机)的单片机部份,对应用电路部份进行测试、调试。仿真有CPU仿真和ROM仿真两种,所谓CPU仿真是指用仿真机代替目标机的CPU,由仿真机向目标机的应用电路部份供给各种信号、数据,进行调试的办法。