何為單片機(jī)?如何提升單片機(jī)開(kāi)發(fā)技巧?

單片機(jī)也被稱(chēng)為單片微控器，屬于一種集成式電路芯片，單片機(jī)的發(fā)展先后經(jīng)歷了4位、8位、16位和32位等階段。為增進(jìn)大家對(duì)單片機(jī)的認(rèn)識(shí)，本文將對(duì)單片機(jī)、提升單片機(jī)開(kāi)發(fā)技巧的方法予以介紹。如果你對(duì)單片機(jī)具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、單片機(jī)

單片機(jī)是一種集成電路芯片，它具有微處理器、存儲(chǔ)器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、輸入/輸出接口等多種功能。單片機(jī)通過(guò)編程來(lái)控制其內(nèi)部電路，以實(shí)現(xiàn)各種控制和處理任務(wù)。單片機(jī)的工作原理是通過(guò)執(zhí)行一系列指令來(lái)控制外部設(shè)備，以完成不同的應(yīng)用功能。

單片機(jī)廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備中，如家電、醫(yī)療設(shè)備、機(jī)械設(shè)備、通訊設(shè)備、汽車(chē)電子、工業(yè)自動(dòng)化等。具體應(yīng)用包括以下幾個(gè)方面：

控制應(yīng)用：?jiǎn)纹瑱C(jī)可編程控制各種電機(jī)、傳感器、液晶顯示屏等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)不同的控制功能，如家電、機(jī)械設(shè)備、工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域中的電機(jī)控制、運(yùn)動(dòng)控制、溫度控制等。

數(shù)據(jù)處理應(yīng)用：?jiǎn)纹瑱C(jī)內(nèi)置計(jì)算器和運(yùn)算器，能夠進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理、音頻、視頻、圖像處理等，如醫(yī)療設(shè)備、安防設(shè)備等領(lǐng)域中的信號(hào)采集、數(shù)據(jù)處理等。

通訊應(yīng)用：?jiǎn)纹瑱C(jī)可以與各種通訊設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，如串口、網(wǎng)絡(luò)、藍(lán)牙等通訊協(xié)議，可用于通訊設(shè)備、汽車(chē)電子等領(lǐng)域中的數(shù)據(jù)傳輸、控制等。

智能控制應(yīng)用：?jiǎn)纹瑱C(jī)可以通過(guò)學(xué)習(xí)和適應(yīng)性算法，實(shí)現(xiàn)智能控制，如機(jī)器人、智能家居、智能交通等領(lǐng)域中的應(yīng)用。

單片機(jī)作為一種高集成度、低功耗、易編程、成本低廉的電子器件，可以滿(mǎn)足各種應(yīng)用的需求，并且隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，單片機(jī)在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用前景也越來(lái)越廣闊。

二、如何提升單片機(jī)開(kāi)發(fā)技巧

(一)如何提高C語(yǔ)言編程代碼的效率

鄧宏杰指出，用C語(yǔ)言進(jìn)行單片機(jī)程序設(shè)計(jì)是單片機(jī)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用的必然趨勢(shì)。他強(qiáng)調(diào)：“如果使用C編程時(shí)，要達(dá)到最高的效率，最好熟悉所使用的C編譯器。先試驗(yàn)一下每條C語(yǔ)言編譯以后對(duì)應(yīng)的匯編語(yǔ)言的語(yǔ)句行數(shù)，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?！?

他指出，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(tǒng)C編譯器代碼長(zhǎng)度和執(zhí)行時(shí)間僅比以匯編語(yǔ)言編寫(xiě)的同樣功能程度長(zhǎng)5-20%。他說(shuō)：“對(duì)于復(fù)雜而開(kāi)發(fā)時(shí)間緊的項(xiàng)目時(shí)，可以采用C語(yǔ)言，但前提是要求你對(duì)該MCU系統(tǒng)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(tǒng)所能支持的數(shù)據(jù)類(lèi)型和算法。雖然C語(yǔ)言是最普遍的一種高級(jí)語(yǔ)言，但由于不同的MCU廠家其C語(yǔ)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(duì)這些特性不了解，那么調(diào)試起來(lái)問(wèn)題就會(huì)很多，反而導(dǎo)致執(zhí)行效率低于匯編語(yǔ)言?！?

(二)如何減少程序中的bug?

對(duì)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(yùn)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(lì)參數(shù)、采集處理中的運(yùn)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(lì)或非正?；貞?yīng)進(jìn)行出錯(cuò)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(chǔ)單元長(zhǎng)度、堆疊深度。在程式設(shè)計(jì)中，對(duì)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(jī)、功能單元的應(yīng)用條件。如E2PROM的擦寫(xiě)次數(shù)與資料存儲(chǔ)時(shí)間等應(yīng)用參數(shù)界限。

4.過(guò)程參數(shù)。指系統(tǒng)運(yùn)行中的有序變化的參數(shù)。

(三)如何解決單片機(jī)的抗干擾性問(wèn)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(jī)抗干擾能力夠不夠強(qiáng)了。單片機(jī)干擾最常見(jiàn)的現(xiàn)象就是復(fù)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(fù)位狀態(tài);所以單片機(jī)軟件抗干擾最重要的是處理好復(fù)位狀態(tài)。

一般單片機(jī)都會(huì)有一些標(biāo)志寄存器，可以用來(lái)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(shí)，通過(guò)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(yùn)行有連續(xù)性，用戶(hù)在使用時(shí)也不會(huì)察覺(jué)到程序被重新復(fù)位過(guò)。

(四) 如何測(cè)試單片機(jī)系統(tǒng)的可靠性

有讀者希望了解用用什么方法來(lái)測(cè)試單片機(jī)系統(tǒng)的可靠性，鄧宏杰指出：“當(dāng)一個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成，對(duì)于不同的單片機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)品會(huì)有不同的測(cè)試項(xiàng)目和方法，但是有一些是必須測(cè)試的：

1.測(cè)試單片機(jī)軟件功能的完善性。這是針對(duì)所有單片機(jī)系統(tǒng)功能的測(cè)試，測(cè)試軟件是否寫(xiě)的正確完整。

2.上電、掉電測(cè)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(cè)試單片機(jī)系統(tǒng)的可靠性。

3.老化測(cè)試。測(cè)試長(zhǎng)時(shí)間工作情況下，單片機(jī)系統(tǒng)的可靠性。必要的話可以放置在高溫，高壓以及強(qiáng)電磁干擾的環(huán)境下測(cè)試。

4、ESD和EFT等測(cè)試?？梢允褂酶鞣N干擾模擬器來(lái)測(cè)試單片機(jī)系統(tǒng)的可靠性。例如使用靜電模擬器測(cè)試單片機(jī)系統(tǒng)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(cè)試等等。

以上便是此次小編帶來(lái)的單片機(jī)相關(guān)內(nèi)容，通過(guò)本文，希望大家對(duì)單片機(jī)已經(jīng)具備一定的了解。如果你喜歡本文，不妨持續(xù)關(guān)注我們網(wǎng)站哦，小編將于后期帶來(lái)更多精彩內(nèi)容。最后，十分感謝大家的閱讀，have a nice day!