單片機開發(fā)中應(yīng)掌握的幾個基本技巧

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在單片機應(yīng)用開發(fā)中，代碼的使用效率問題、單片機抗干擾性和可靠性等問題仍困擾著工程師。為幫助工程師解決單片機設(shè)計上的難題，《電子工程專輯》網(wǎng)站特邀Holtek香港分公司工程部處長鄧宏杰先生擔(dān)任《單片機應(yīng)用編程技巧》專題討論的嘉賓，與廣大設(shè)計工程師交流單片機設(shè)計開發(fā)經(jīng)驗。現(xiàn)根據(jù)論壇中的討論歸納出單片機開發(fā)中應(yīng)掌握
的幾個基本技巧。

一、 如何提高C語言編程代碼的效率

鄧宏杰指出，用C語言進行單片機程序設(shè)計是單片機開發(fā)與應(yīng)用的必然趨勢。他強調(diào)：“如果使用C編程時，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語言編譯以后對應(yīng)的匯編語言的語句行數(shù)，這樣就可以很明確的知道效率。在今后編程的時候，使用編譯效率最高的語句�！�

他指出，各家的C編譯器都會有一定的差異，故編譯效率也會有所不同，優(yōu)秀的嵌入式系統(tǒng)C編譯器代碼長度和執(zhí)行時間僅比以匯編語言編寫的同樣功能程度長5-20％。他說：“對于復(fù)雜而開發(fā)時間緊的項目時，可以采用C語言，但前提是要求你對該MCU系統(tǒng)的C語言和C編譯器非常熟悉，特別要注意該C編譯系統(tǒng)所能支持的數(shù)據(jù)類型和算法。雖然C語言是最普遍的一種高級語言，但由于不同的MCU廠家其C語言編譯系統(tǒng)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(diào)試起來問題就會很多，反而導(dǎo)致執(zhí)行效率低于匯編語言�！�

二、 如何減少程序中的bug？

對于如何減少程序的bug，鄧宏杰給出了一些建議，他指出系統(tǒng)運行中應(yīng)考慮的超范圍管理參數(shù)有：

1．物理參數(shù)。這些參數(shù)主要是系統(tǒng)的輸入?yún)��?shù)，它包括激勵參數(shù)、采集處理中的運行參數(shù)和處理結(jié)束的結(jié)果參數(shù)。合理設(shè)定這些邊界，將超出邊界的參數(shù)都視為非正常激勵或非正�；貞�(yīng)進行出錯處理。

2．資源參數(shù)。這些參數(shù)主要是系統(tǒng)中的電路、器件、功能單元的資源，如記憶體容量、存儲單元長度、堆疊深度。在程式設(shè)計中，對資源參數(shù)不允許超范圍使用。

3．應(yīng)用參數(shù)。這些應(yīng)用參數(shù)常表現(xiàn)為一些單片機、功能單元的應(yīng)用條件。如E2PROM的擦寫次數(shù)與資料存儲時間等應(yīng)用參數(shù)界限。

4．過程參數(shù)。指系統(tǒng)運行中的有序變化的參數(shù)。

三、如何解決單片機的抗干擾性問題

鄧宏杰指出：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。單片機干擾最常見的現(xiàn)象就是復(fù)位；至于程序跑飛，其實也可以用軟件陷阱和看門狗將程序拉回到復(fù)位狀態(tài)；所以單片機軟件抗干 擾最重要的是處理好復(fù)位狀態(tài).一般單片機都會有一些標(biāo)志寄存器，可以用來判斷復(fù)位原因；另外你也可以自己在RAM中埋一些標(biāo)志。在每次程序復(fù)位時，通過判斷這些標(biāo)志，可以判斷出不同的復(fù)位原因；還可以根據(jù)不同的標(biāo)志直接跳到相應(yīng)的程序。這樣可以使程序運行有連續(xù)性，用戶在使用時也不會察覺到程序被重新復(fù)位過。

四、 如何測試單片機系統(tǒng)的可靠性

有讀者希望了解用用什么方法來測試單片機系統(tǒng)的可靠性，鄧宏杰指出：“當(dāng)一個單片機系統(tǒng)設(shè)計完成，對于不同的單片機系統(tǒng)產(chǎn)品會有不同的測試項目和方法，但是有一些是必須測試的：

1．測試單片機軟件功能的完善性。這是針對所有單片機系統(tǒng)功能的測試，測試軟件是否寫的正確完整。

2．上電、掉電測試。在使用中用戶必然會遇到上電和掉電的情況，可以進行多次開關(guān)電源，測試單片機系統(tǒng)的可靠性。

3．老化測試。測試長時間工作情況下，單片機系統(tǒng)的可靠性。必要的話可以放置在高溫，高壓以及強電磁干擾的環(huán)境下測試。

4、ESD和EFT等測試。可以使用各種干擾模擬器來測試單片機系統(tǒng)的可靠性。例如使用靜電模擬器測試單片機系統(tǒng)的抗靜電ESD能力；使用突波雜訊模擬器進行快速脈沖抗干擾EFT測試等等。

鄧宏杰強調(diào)：“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(tǒng)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(tǒng)工作，由此測試抗電磁干擾能力等�！�