何为单片机?如何提升单片机开发技巧?

时间：2023-05-22 22:53:08

关键字：单片机指数 MCU

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[导读]为增进大家对单片机的认识，本文将对单片机、提升单片机开发技巧的方法予以介绍。

单片机也被称为单片微控器，属于一种集成式电路芯片，单片机的发展先后经历了4位、8位、16位和32位等阶段。为增进大家对单片机的认识，本文将对单片机、提升单片机开发技巧的方法予以介绍。如果你对单片机具有兴趣，不妨继续往下阅读哦。

一、单片机

单片机是一种集成电路芯片，它具有微处理器、存储器、定时器、计数器、输入/输出接口等多种功能。单片机通过编程来控制其内部电路，以实现各种控制和处理任务。单片机的工作原理是通过执行一系列指令来控制外部设备，以完成不同的应用功能。

单片机广泛应用于各种电子设备中，如家电、医疗设备、机械设备、通讯设备、汽车电子、工业自动化等。具体应用包括以下几个方面：

控制应用：单片机可编程控制各种电机、传感器、液晶显示屏等设备，实现不同的控制功能，如家电、机械设备、工业自动化等领域中的电机控制、运动控制、温度控制等。

数据处理应用：单片机内置计算器和运算器，能够进行数字信号处理、音频、视频、图像处理等，如医疗设备、安防设备等领域中的信号采集、数据处理等。

通讯应用：单片机可以与各种通讯设备进行数据交互，如串口、网络、蓝牙等通讯协议，可用于通讯设备、汽车电子等领域中的数据传输、控制等。

智能控制应用：单片机可以通过学习和适应性算法，实现智能控制，如机器人、智能家居、智能交通等领域中的应用。

单片机作为一种高集成度、低功耗、易编程、成本低廉的电子器件，可以满足各种应用的需求，并且随着技术的不断发展，单片机在各个领域的应用前景也越来越广阔。

二、如何提升单片机开发技巧

(一)如何提高C语言编程代码的效率

邓宏杰指出，用C语言进行单片机程序设计是单片机开发与应用的必然趋势。他强调：“如果使用C编程时，要达到最高的效率，最好熟悉所使用的C编译器。先试验一下每条C语言编译以后对应的汇编语言的语句行数，这样就可以很明确的知道效率。在今后编程的时候，使用编译效率最高的语句。”

他指出，各家的C编译器都会有一定的差异，故编译效率也会有所不同，优秀的嵌入式系统C编译器代码长度和执行时间仅比以汇编语言编写的同样功能程度长5-20%。他说：“对于复杂而开发时间紧的项目时，可以采用C语言，但前提是要求你对该MCU系统的C语言和C编译器非常熟悉，特别要注意该C编译系统所能支持的数据类型和算法。虽然C语言是最普遍的一种高级语言，但由于不同的MCU厂家其C语言编译系统是有所差别的，特别是在一些特殊功能模块的操作上。所以如果对这些特性不了解，那么调试起来问题就会很多，反而导致执行效率低于汇编语言。”

(二)如何减少程序中的bug?

对于如何减少程序的bug，邓宏杰给出了一些建议，他指出系统运行中应考虑的超范围管理参数有：

1.物理参数。这些参数主要是系统的输入参数，它包括激励参数、采集处理中的运行参数和处理结束的结果参数。合理设定这些边界，将超出边界的参数都视为非正常激励或非正常回应进行出错处理。

2.资源参数。这些参数主要是系统中的电路、器件、功能单元的资源，如记忆体容量、存储单元长度、堆叠深度。在程式设计中，对资源参数不允许超范围使用。

3.应用参数。这些应用参数常表现为一些单片机、功能单元的应用条件。如E2PROM的擦写次数与资料存储时间等应用参数界限。

4.过程参数。指系统运行中的有序变化的参数。

(三)如何解决单片机的抗干扰性问题

邓宏杰指出：防止干扰最有效的方法是去除干扰源、隔断干扰路径，但往往很难做到，所以只能看单片机抗干扰能力够不够强了。单片机干扰最常见的现象就是复位;至于程序跑飞，其实也可以用软件陷阱和看门狗将程序拉回到复位状态;所以单片机软件抗干扰最重要的是处理好复位状态。

一般单片机都会有一些标志寄存器，可以用来判断复位原因;另外你也可以自己在RAM中埋一些标志。在每次程序复位时，通过判断这些标志，可以判断出不同的复位原因;还可以根据不同的标志直接跳到相应的程序。这样可以使程序运行有连续性，用户在使用时也不会察觉到程序被重新复位过。

(四) 如何测试单片机系统的可靠性

有读者希望了解用用什么方法来测试单片机系统的可靠性，邓宏杰指出：“当一个单片机系统设计完成，对于不同的单片机系统产品会有不同的测试项目和方法，但是有一些是必须测试的：

1.测试单片机软件功能的完善性。这是针对所有单片机系统功能的测试，测试软件是否写的正确完整。