單片機開發中的基本技巧簡介

在單片機應用開發中，代碼的使用效率問題、單片機抗干擾性和可靠性等問題仍困擾著
工程師。為幫助工程師解決單片機設計上的難題，《電子工程專輯》網站特邀Holtek香
港分公司工程部處長鄧宏杰先生擔任《單片機應用編程技巧》專題討論的嘉賓，與廣大
設計工程師交流單片機設計開發經驗。現根據論壇中的討論歸納出單片機開發中應掌握
的幾個基本技巧。

一、 如何提高C語言編程代碼的效率

鄧宏杰指出，用C語言進行單片機程序設計是單片機開發與應用的必然趨勢。他強調：“
如果使用C編程時，要達到最高的效率，最好熟悉所使用的C編譯器。先試驗一下每條C語
言編譯以后對應的匯編語言的語句行數，這樣就可以很明確的知道效率。在今后編程的
時候，使用編譯效率最高的語句。”

他指出，各家的C編譯器都會有一定的差異，故編譯效率也會有所不同，優秀的嵌入式系
統C編譯器代碼長度和執行時間僅比以匯編語言編寫的同樣功能程度長5-20％。他說：“
對于復雜而開發時間緊的項目時，可以采用C語言，但前提是要求你對該MCU系統的C語言
和C編譯器非常熟悉，特別要注意該C編譯系統所能支持的數據類型和算法。雖然C語言是
最普遍的一種高級語言，但由于不同的MCU廠家其C語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。所以如果對這些特性不了解，那么調試起來問題就會很
多，反而導致執行效率低于匯編語言。”

二、 如何減少程序中的bug？

對于如何減少程序的bug，鄧宏杰給出了一些建議，他指出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，將超出邊界的參數都視為非正常激勵或
非正常回應進行出錯處理。
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。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
寫次數與資料存儲時間等應用參數界限。
4．過程參數。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，
所以只能看單片機抗干擾能力夠不夠強了。單片機干擾最常見的現象就是復位；至于程
序跑飛，其實也可以用軟件陷阱和看門狗將程序拉回到復位狀態；所以單片機軟件抗干
擾最重要的是處理好復位狀態。
一般單片機都會有一些標志寄存器，可以用來判斷復位原因；另外你也可以自己在RAM中
埋一些標志。在每次程序復位時，通過判斷這些標志，可以判斷出不同的復位原因；還
可以根據不同的標志直接跳到相應的程序。這樣可以使程序運行有連續性，用戶在使用
時也不會察覺到程序被重新復位過。

四、 如何測試單片機系統的可靠性

有讀者希望了解用用什么方法來測試單片機系統的可靠性，鄧宏杰指出：“當一個單片
機系統設計完成，對于不同的單片機系統產品會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，測試軟件是否
寫的正確完整。
2．上電、掉電測試。在使用中用戶必然會遇到上電和掉電的情況，可以進行多次開關電
源，測試單片機系統的可靠性。
3．老化測試。測試長時間工作情況下，單片機系統的可靠性。必要的話可以放置在高溫
，高壓以及強電磁干擾的環境下測試。
4、ESD和EFT等測試。可以使用各種干擾模擬器來測試單片機系統的可靠性。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行快速脈沖抗干擾E
FT測試等等。

鄧宏杰強調：“還可以模擬人為使用中，可能發生的破壞情況。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，由此測試抗電磁干擾能力等。”