單片機開發(fā)設(shè)計之"十層功力"
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第一層/我來了
處在這一層的典型是可以用C語言寫簡單的邏輯控制，如閃爍LED，簡單數(shù)碼管顯示，簡單外圍模塊驅(qū)動實驗。一般對單片機感興趣，經(jīng)常動手實踐的人，半年左右，可以練到此地步(針對沒有接觸過單片機的人而言)。
此層最典型的示例就是，掃描按鍵時候，檢測按下--延時20ms--再次檢測按下--返回鍵值或等待釋放。如果你是這樣做的，或者正在這樣做，毫無懸念，應(yīng)該處于這個級別。對于95%的電類專業(yè)學(xué)生來說，畢業(yè)時候，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于這個級別，剩下的5%則依次分布在各層上。這也是為什么學(xué)單片機的人成千上萬，而會用的人寥寥無幾的原因。
第二層/真的打呀
步入這一層的典型標(biāo)志就是開始思考自己所寫的程序是否能夠有一點實用價值。譬如應(yīng)用在實際工程項目中。在這一層，應(yīng)該開始思考如何讓程序結(jié)構(gòu)簡單模塊化，如何合理的利用CPU的時間。我曾經(jīng)寫過這一層的一點簡單教程。對付這一層應(yīng)該是綽綽有余了。
第三層/時間，說愛你不容易
這一層是建立在第二層的基礎(chǔ)上面。從第二層跨越到這一層，需要很多代碼行的積累。在這一層，你對系統(tǒng)中的各個模塊應(yīng)該能夠很好的區(qū)分。同時對于時間的應(yīng)用安排更加合理。在這一層，同時也應(yīng)該考慮時間驅(qū)動的設(shè)計模式。如何讓CPU更有效率的利用起來，需要長時間的積累，并非看，想就可以弄明白，而是不斷的實踐。
第四層/狀態(tài)，你在哪里
這一層同樣建立在第三層基礎(chǔ)之上。掌握了以上三層，只要基本不涉及復(fù)雜算法的程序，可以組織小規(guī)模的程序的編寫了。在這個時候，如何有效區(qū)分系統(tǒng)中的狀態(tài)，利用狀態(tài)來進行遷移，變得尤為重要。有人說通用結(jié)構(gòu)好。反而我認(rèn)為，針對特定應(yīng)用來規(guī)劃更優(yōu)秀。對于單片機程序而言，幾乎沒有能夠一摸一樣的項目。而對于可移植性而言，能夠做到函數(shù)級別的復(fù)用，已經(jīng)非常難能可貴了。
第五層/時間，還是時間
時間具備精確性、模糊性、可丟失性，這三個特性是從應(yīng)用時間的不同角度來描述的。精確性應(yīng)用在精確地定時、計時的場合，它是個強實時的概念，比如測量頻率。模糊性應(yīng)用在需要穩(wěn)定計時的場合，它追求的是長時間的穩(wěn)定性，而忽略定時每刻發(fā)生的時刻，比如顯示日期時間。
可丟失性是非重要的計時，它只要求階段性時間符合而不要求一定時間到達就必定發(fā)生，比如LED閃爍的時間控制、倒計時執(zhí)行某些功能性操作，通常是使用時間系統(tǒng)的時間發(fā)生標(biāo)志。同時在這一層如果能夠?qū)INDOWS程序設(shè)計中的一些優(yōu)秀思想利用起來，則非常好。能夠領(lǐng)悟到這一層的，在我所知道的前輩高手中少之又少。
第六層/豐富你的視界
這一層是我自己安排的位置。相比前面幾層而言，我覺得它更為重要。寫單片機程序，什么最痛苦，當(dāng)然是做界面最痛苦。一個好的產(chǎn)品，離不開好的UI。在這里，你需要設(shè)計簡單易用同時好看的人機接口非常不容易。
而且對于簡單單色點陣液晶的操作，能夠做到顯示界面非常好看，同時程序結(jié)構(gòu)清晰，非常不容易。很多人都說，設(shè)計界面，就像繡花似的。太痛苦了。我一直在折騰，現(xiàn)在還沒有一個定論，到底是通用的結(jié)構(gòu)好，還是針對特定用途還設(shè)計好。按照我在第四層中的說法，這里應(yīng)該根據(jù)特定用途來規(guī)劃更好些。
第七層/我們說好的
這一層主要是各種各樣的協(xié)議的熟悉。非常重要，因為這個是和實際聯(lián)系最為緊密的。工業(yè)現(xiàn)場的各種傳感器，采集儀表如何將采集到的數(shù)據(jù)有效的發(fā)回給上位機。兩者能夠可靠的通信，軟件層面上都離不開它們。
第八層/別爭了，我來分配
還在為該如何分配CPU的時間嘛。其實不用苦惱。千萬不要什么東西都重新自己造。你想開車，不用自己造輪子吧，買一個就可以了。前人其實對這些問題都研究過非常多了。因此操作系統(tǒng)應(yīng)運而生。有人說，如果學(xué)會了在操作系統(tǒng)上面寫程序，將絕不想再回到以前的那種編程方式，聽起來非常誘人。
第九層/穿著操作系統(tǒng)去裸奔
什么，都用上操作系統(tǒng)了，還想著裸奔。太花心了吧。非也。這里是將前面幾層所提及到的一些思想與第八層融匯貫通?？梢哉f，在這一層，需要對前面的每一層都非常的熟悉。并經(jīng)過很多實際項目的磨練方能有所體會。
第十層/無招勝有招
能夠達到這一層的應(yīng)該算的上是屈指可數(shù)的高手之一了。在這一層上，除了前面九層的熟練應(yīng)用之外。更牛的人應(yīng)該是可以設(shè)計操作系統(tǒng)，設(shè)計gui之類的。要達到這一點，需要非常多的基礎(chǔ)知識，以及大量的專業(yè)知識以及實踐，再加以10-20年的實戰(zhàn)經(jīng)驗，以及一顆不沉寂的心。在這里，無招勝有招，非常熟悉MCU的特性，能夠利用這種各樣的技巧。這樣的高人，在國內(nèi)數(shù)一數(shù)二的電子論壇里也不在少數(shù)。
寫在最后
單片機的本質(zhì)只是一個工具。因此，更為重要的是模擬電子，數(shù)字電子以及其它基礎(chǔ)的專業(yè)課程。很多人都說大學(xué)學(xué)的東西沒有用，其實這個才是最大的謬論。萬丈高樓平地起，沒有這些專業(yè)基礎(chǔ)課程的支撐。以后工作中進步非常緩慢。道理很簡單。學(xué)的東西都是建立在以前的基礎(chǔ)課程上面的。如果一個連三極管的放大電路都不會分析的人，我不相信他可以設(shè)計出優(yōu)秀的電路來。因此作為一個合格的電子工程師，除了掌握廣泛的專業(yè)知識技能外，時刻不能夠停止學(xué)習(xí)的腳步。
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