單片機開(kāi)發(fā)

描述： 單片機是一種集成在電路 芯片，是采用超大規模集成電路 技術(shù)把具有數據處理能力的中央處理器CPU隨機存儲RAM、只讀存儲器ROM 饲馁、多種I/O口和中斷系統晾酷、定時(shí)器/計時(shí)器 等功能（可能還包括顯示驅動(dòng)電路平或、脈寬調制 電路、模擬多路轉換器、A/D轉換器 等電路）集成到一塊硅片上構成的一個(gè)小而完善的計算機系統习浇。

是通過(guò)軟件編程脉撩、仿真、樣板測試、硬件裝配、系統軟件硬件調試澎蒂，直到產(chǎn)品滿(mǎn)足需求為止的整個(gè)過(guò)程辈鳖。

運算器和寄存器功能：

運算器的兩種運算方式

1看奉、算術(shù)運算：加、減钡彦、乘、除法的四種運算統稱(chēng)；

2、邏輯運算：四則運算焙宴、或、與、求反等。

運算器的主要功能

1、從內存中發(fā)出一條程序指令，并指向下一條指令所在的內存位置;

2、對程序指令進(jìn)行譯碼和測試自垂，從而產(chǎn)生相應的運行控制信號涎崔，來(lái)執行特定的動(dòng)作;

3、控制整個(gè)CPU皑恿、輸入/出和內存的所有數據指令程序。

寄存器功能

1、累加器：是使用最頻繁的一個(gè)寄存器，是用于保存一個(gè)操作指令的暫存空間。通過(guò)運算好后蛮鹃，用于保存所得的結果;

2囱天、數據寄存器：是通過(guò)數據總線(xiàn)向存儲器進(jìn)行輸入/出設備的暫存空間』浜＃可以支持保存一條正在編譯的指令，同時(shí)也可以預保存輸送到數據寄存器的一個(gè)數據字節等;

3、指令寄存器：是用于保存當前正在執行的一條程序指令。每當執行一條程序指令時(shí)城奢，先把它從內存中讀取到數據寄存器后桐薪，再傳送到指令寄存器中尖忘。

4、程序計數器：是用于確定下一條指令的地址滦蝶，確保程序能夠不間斷地連續執行下去，所以也被稱(chēng)之為指令地址計數器设妥。

5、地址寄存器：是用于保存當前CPU所需要訪(fǎng)問(wèn)的內存單元以及I/O設備的地址。不同的內存和CPU之間的速度也有一定的差異蔗痰，所以必須要使用地址寄存器來(lái)保持地址信息矗位，直到讀/寫(xiě)操作步驟完成為止。

單片機開(kāi)發(fā)技巧：

一、 如何提高C語(yǔ)言編程代碼的效率

C語(yǔ)言是Combined Language的中英混合簡(jiǎn)稱(chēng)粗平。是一種計算機程序設計語(yǔ)言。它既具有語(yǔ)言的特點(diǎn)，又具有匯編語(yǔ)言的特點(diǎn)。它可以作為工作系統設計語(yǔ)言，編寫(xiě)系統應用程序丹蛔，也可以作為應用程序設計語(yǔ)言，編寫(xiě)不依賴(lài)計算機硬件的應用程序。

用C語(yǔ)言進(jìn)行單片機程序設計是單片機開(kāi)發(fā)與應用的必然趨勢尊褥。如果使用C編程時(shí)，要達到的效率，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痹寒。在今后編程的時(shí)候，使用編譯效率。各家的C編譯器都會(huì )有一定的差異，故編譯效率也會(huì )有所不同蝇蔓，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％蛰匝。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編譯器非常熟悉磷显，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)言是普遍的一種語(yǔ)言拴迸，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举丛。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。

    MCU（Micro Control Unit）中文名稱(chēng)為微控制單元，又稱(chēng)單片微型計算機（Single Chip Microcomputer）或者單片機，是指隨著(zhù)大規模集成電路的出現及其發(fā)展，將計算機的CPU袋综、RAM叮顷、ROM锨番、定時(shí)計數器和多種I/O接口集成在一片芯片上绅葵，形成芯片級的計算機爬粕，為不同的應用場(chǎng)合做不同組合控制遂燥。

二、 如何減少程序中的bug（漏洞）

對于如何減少程序的bug，系統運行中應考慮的超范圍管理參數有：

1.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。合理設定這些邊界菊绕，將超出邊界的參數都視為非正常激勵或非正常回應進(jìn)行出錯處理。

2.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。在程式設計中，對資源參數不允許超范圍使用。

3.應用參數桐琴。這些應用參數常表現為一些單片機、功能單元的應用條件。如E2PROM的擦寫(xiě)次數與資料存儲時(shí)間等應用參數界限拣匪。

4.過(guò)程參數。指系統運行中的有序變化的參數。

三、如何解決單片機的抗干擾性問(wèn)題

防止干擾有效的方法是去除干擾源、隔斷干擾路徑沁确，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。單片機干擾常見(jiàn)的現象就是復位航垄；至于程序跑飛沙劣，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)崇锁；所以單片機軟件抗干擾重要的是處理好復位狀態(tài)椭惊。一般單片機都會(huì )有一些標志寄存器仕铱，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；還以根據不同的標志直接跳到相應的程序歧帕。這樣可以使程序運行有連續性孩貌，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)蹭饱。

四、 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：

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功能的測試叉捌，測試軟件是否寫(xiě)的正確完整泛甥。

2.上電赂台、掉電測試。在使用中用戶(hù)必然會(huì )遇到上電和掉電的情況，可以進(jìn)行多次開(kāi)關(guān)電源，測試單片機系統的可靠性。

3.老化測試。測試長(cháng)時(shí)間工作情況下虏靳，單片機系統的可靠性圾遵。必要的話(huà)可以放置在高溫，高壓以及強電磁干擾的環(huán)境下測試。

4判露、ESD和EFT等測試菜使。

Electro-Static discharge（ESD）的意思是“靜電釋放”撼锥。ESD是20世紀中期以來(lái)形成的以研究靜電的產(chǎn)生、危害及靜電防護等的學(xué)科迁忱。因此，國際上習慣將用于靜電防護的器材統稱(chēng)為ESD燥囤，中文名稱(chēng)為靜電阻抗器靳厘。

EFT，是“Electronic Funds Transfer”的縮寫(xiě)含義為“電子資金轉賬”艰园。EFT是計算機在銀行業(yè)務(wù)中得到應用后诲拱，銀行利用計算機、終端機菌畔、電子信息網(wǎng)絡(luò )等電子通訊設備建立的高速劃撥資金的電子支付系統借在。

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

還可以模擬人為使用中坯叼，可能發(fā)生的破壞情況偶干。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剑线，由此測試抗電磁干擾能力等狂赃。