單片機應(yīng)用與開發(fā)技巧探討

摘 要：單片機已經(jīng)成為滲透到生活各個領(lǐng)域的微型控制器，方方面面都離不開它，我們應(yīng)該更加深入的了解它，并充分的利用它，研究其應(yīng)用技術(shù)、開發(fā)技巧，為生活帶來更大的便利，為國家?guī)砀嗟睦妗?/p>

關(guān)鍵詞：單片機；自動控制；特點；開發(fā)技巧

中圖分類號：TP368.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 02-0000-01

單片機技術(shù)經(jīng)過20年的歷練，已經(jīng)深入到人們生活的每一個領(lǐng)域。日常生活中常見到的，導(dǎo)航系統(tǒng)、儀器儀表、計算機網(wǎng)絡(luò)通訊、智能手機、智能IC卡等，無一不用到小小的單片機，單片機以其小小的身材，在漸漸地主宰控制領(lǐng)域，提供便利、提高效率，所以我們更應(yīng)該充分學(xué)習(xí)單片機，更好的研發(fā)、利用它，讓它擁有更好的前景。

一、單片機的特點應(yīng)用

單片機的應(yīng)用，簡單的說，一個芯片就成了一臺計算機。單片機的特點：質(zhì)量輕、體積小、價格低廉、可靠性高、集成度高，且控制功能強、便攜、容易擴展等。單片機雖小，但是功能強大，廣泛應(yīng)用到工業(yè)控制領(lǐng)域，目前，單片機應(yīng)用的領(lǐng)域，主要包括以下多方面：金融自動化設(shè)備領(lǐng)域，如我們生活中常用到的ATM機、點鈔機、驗鈔機等，都有應(yīng)用到單片機控制技術(shù)；工業(yè)機電一體化領(lǐng)域，車間中的數(shù)控機床、加工設(shè)備等，為實現(xiàn)工業(yè)自動化奠定基礎(chǔ)；計算機通信領(lǐng)域，數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析等；醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域，醫(yī)療機械等；還有汽車電子領(lǐng)域，轎車的安全保證系統(tǒng)、GPS導(dǎo)航系統(tǒng)等。單片機已經(jīng)深入到生活的每一個角落，我們常見的遙控玩具、電子寵物、全自動洗衣機、智能儀表、錄像機、智能IC卡、智能手機，都離不開單片機的應(yīng)用，此外，電子界最新火熱的機器人都是小小單片機的功勞。單片機的研究領(lǐng)域深奧、廣闊、充滿趣味，單片機的開發(fā)與應(yīng)用也打造了一批推進(jìn)現(xiàn)代生活自動化進(jìn)程的電子工程師。

單片機的應(yīng)用大大提高了生活的質(zhì)量、效率等，在工商、金融、教育、電力、物流、國防、航空、科研等等方方面面，推動了國家的現(xiàn)代化、自動化進(jìn)程。

二、單片機開發(fā)的基本技巧

單片機的應(yīng)用廣泛，但是單片機的領(lǐng)域知識抽象、復(fù)雜、不易理解，要在大量的應(yīng)用中積累經(jīng)驗、總結(jié)規(guī)律。在單片機的開發(fā)與應(yīng)用中，經(jīng)前輩反復(fù)實踐、應(yīng)用，總結(jié)出了很多基本技巧，供開發(fā)者參考，能夠減少應(yīng)用中出現(xiàn)的問題。

（一）減少程序中的bug。單片機應(yīng)用少不了代碼的參與，作為控制單片機的語言，應(yīng)該提高準(zhǔn)確率，減少代碼中的bug。解決這個問題，經(jīng)驗之談，是要先考慮系統(tǒng)運行中應(yīng)考慮的超范圍管理參數(shù)，有以下幾種。

首先是物理參數(shù)。物理參數(shù)包括激勵參數(shù)、采集處理中的運行參數(shù)、處理結(jié)束的結(jié)果參數(shù)，列舉的這些參數(shù)，主要是系統(tǒng)中，需要輸入的參數(shù)。其次是資源參數(shù)。資源參數(shù)，是系統(tǒng)中所含有的電路、電子器件、功能單元的信息資源，如電子器件的存儲單元的長度、記憶體容量、堆疊深度，電路的頻率、電阻等信息。還有應(yīng)用參數(shù)。代碼中的應(yīng)用參數(shù)，一般都是用來表述單片機、電子器件、功能單元等的應(yīng)用條件的。最后還有過程參數(shù)。過程參數(shù)是代碼中，在系統(tǒng)運行過程時，發(fā)生有序變化的參數(shù)。

（二）提高C語言編程代碼的效率。單片機的開發(fā)與應(yīng)用需要一種語言來進(jìn)行控制，用C語言進(jìn)行單片機的程序設(shè)計，可移植性好、容易讀懂、容易應(yīng)用，是接下來單片機開發(fā)與應(yīng)用領(lǐng)域的大勢所趨。使用C語言設(shè)計程序時，要求設(shè)計者要熟悉所用的C語言編譯器，這樣才能夠達(dá)到較高的效率，首先，設(shè)計者應(yīng)該試驗每一條常用的C語言語句，編譯之后要轉(zhuǎn)變成幾行的匯編語言語句，這樣便可以明確效率所在。不同的編譯器所對應(yīng)的編譯效率有所不同，所以提前的準(zhǔn)備工作，設(shè)計者一定要做好，可以在之后的編程中，使用效率最高的語句，同時，選擇好嵌入式系統(tǒng)，好的嵌入式系統(tǒng)的C編譯器編譯的代碼長度、以及執(zhí)行時間，只比實現(xiàn)相同功能的匯編語言代碼長5%-20%。當(dāng)面對較為復(fù)雜、或者開發(fā)時間緊俏的項目，用C語言就要特別注意，C編譯系統(tǒng)支持的數(shù)據(jù)類型和算法。此外，C語言是單片機應(yīng)用中最為普遍的高級語言，但是不同廠商的MCU系統(tǒng)，其C語言編譯系統(tǒng)也不同，尤其是一些特殊模塊的操作，如果不充分了解，那么一旦出現(xiàn)問題，調(diào)試起來會很繁瑣，反而會降低效率。

（三）解決單片機的抗干擾性問題。去除干擾源、阻隔干擾路線是防止干擾最有效的方法，但是一般很難做到，所以，單片機的抗干擾能力強不強，直接決定了被干擾程度。硬件系統(tǒng)的抗干擾性能提高的同時，軟件部分的抗干擾性的提高也越來越受到重視，軟件系統(tǒng)的抗干擾性設(shè)計靈活，節(jié)省的硬件資源，而且可靠性高。單片機的干擾中包括程序跑飛，這種狀況可以用軟件陷阱、看門狗將程序復(fù)位，總而言之，最為常見的單片機干擾就是復(fù)位，所以，處理好單片機的復(fù)位狀態(tài)就可以提高其抗干擾性能。處理好復(fù)位狀態(tài)，首先要先判斷復(fù)位的原因。有些單片機自帶標(biāo)志寄存器，可以判斷復(fù)位原因，除此之外，我們還可以自己設(shè)計，在RAM中做一些標(biāo)志，判斷出復(fù)位原因，再根據(jù)標(biāo)志直接跳轉(zhuǎn)到接下來要運行的程序，這樣，程序運行就是連續(xù)的，用戶在使用時，不會覺察。

（四）測試單片機的可靠性。一個單片機設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計結(jié)束后，要進(jìn)行一些測試，不同的單片機系統(tǒng)對應(yīng)的測試項目、方法各不相同，但是一些測試是每一個單片機系統(tǒng)都要進(jìn)行的：單片機軟件功能的完善性；EFT和ESD測試；上電、掉電測試、老化測試等。還有一些人為測試，來測試單片機的抗干擾性，如用氣球摩擦、衣物故意摩擦起的靜電，故意觸碰單片機的接觸端口，由此可以測試單片機的抗靜電能力；用大功率、正在工作的電鉆靠近單片機，此方法可以測試單片機的抗磁干擾能力等。通過測試，判斷單片機的抗干擾性能。如有不妥，設(shè)計者可再繼續(xù)進(jìn)行調(diào)試、改進(jìn)，進(jìn)一步提高單片機的抗干擾性能。

三、結(jié)束語

單片機的應(yīng)用領(lǐng)導(dǎo)人們進(jìn)行了一次傳統(tǒng)控制技術(shù)的革命，改變了以前用模擬電路、數(shù)字電路實現(xiàn)功能，而是運用微控制技術(shù)，單片機通過軟件方式實現(xiàn)控制。單片機的應(yīng)用前景廣闊而長遠(yuǎn)，我們應(yīng)該掌握技巧，更好的將其發(fā)揚。

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[作者簡介]王敏（1980.09-），女，江蘇沛縣人，工作單位：皖江職業(yè)教育中心學(xué)校，教師，二級教師，大學(xué)本科，研究方向：大學(xué)專業(yè)電氣技術(shù)及自動化。