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        單片機的程序框架

        作者: 時間:2016-11-28 來源:網絡 收藏
        個人感觸
        寫的很好
        很多思路是我之前所困擾的,這個解決了自己的很多問題
        可以憑借此建立模版,吃透之后對以后工程有質的提高。
        (感覺論壇上的高手很多,多看看多學學,總會有收獲)
        再把文章最后的“實用的單片機系統ms3”源碼打出來研究一下。04年就寫出來的東西,用到14年還這么多人挺,確實經典。
        多思考,多總結,不要總是悶頭做!!不斷的提高自己,才有收獲!!讓自己學到東西!
        工程的框架感覺就三種
        1、裸奔、順序執行、大循環 新手和小程序都這樣
        2、時間片輪轉 下面轉的就是類似這種,個人比較喜歡這種,再貼一份介紹的很好的網址http://blog.chinaunix.net/attachment/attach/26/98/16/5926981659d4246ddc2fd7b958acbe0afbda5ad38b.txt
        3、操作系統 小的RTX51、ucos這些,大點linux,都是很常見。
        個人感覺51、avr、freescale、msp430、stm32這些低端單片機用時間片輪轉就比較好,時間和底層把握的都比較好。
        用arm7、9、11像2440、6410這些跑linux這些比較好。
        轉載的正文
        從07年參加全國大學生電子設計大賽初次接觸單片機開發至今已經有4年了,初學單片機時,都會糾結于其各個模塊功能的應用,如串口(232,485)對各種功能IC的控制,電機控制PWM,中斷應用,定時器應用,人機界面應用,CAN總線等. 這是一個學習過程中必需的階段,是基本功。很慶幸,在參加電子設計大賽賽前培訓時,MCU周圍的控制都訓練的很扎實。經過這個階段后,后來接觸不同的MCU就會發現,都大同小異,各有各的優勢而已,學任何一種新的MCU都很容易入手包括一些復雜的處理器。而且對MCU的編程控制會提升一個高度概況——就是對各種外圍進行控制(如果是對復雜算法的運算就會
        用DSP了),而外圍與MCU的通信方式一般也就幾種時序:IIC,SPI,intel8080,M6800。這樣看來MCU周圍的編程就是一個很簡單的東西了。
        然而這只是嵌入式開發中的一點皮毛而已,在接觸過多種MCU,接觸過復雜設計要求,跑過操作系統等等后,我們在回到單片機的裸機開發時,就不知不覺的就會考慮到整個程序設計的架構問題;一個好的程序架構,是一個有經驗的工程師和一個初學者的分水嶺。
        以下是我對架以及開發中一些常用部分的認識總結:
        任何對時間要求苛刻的需求都是我們的敵人,在必要的時候我們只有增加硬件成本來消滅它;比如你要8個數碼管來顯示,我們在沒有相關的硬件支持的時候必須用MCU以動態掃描的方式來使其工作良好;而動態掃描將或多或少的阻止了MCU處理其他的事情。在MCU負擔很重的場合,我會選擇選用一個類似max8279外圍ic來解決這個困擾;
        然而慶幸的是,有著許多不是對時間要求苛刻的事情:
        例如鍵盤的掃描,人們敲擊鍵盤的速率是有限的,我們無需實時掃描著鍵盤,甚至可以每隔幾十ms才去掃描一下;然而這個幾十ms的間隔,我們的MCU還可以完成許多的事情;
        單片機雖然是裸機奔跑,但是往往現實的需要決定了我們必須跑出操作系統的姿態——多任務程序;
        比如一個常用的情況有4個任務:
        1鍵盤掃描;
        2led數碼管顯示;
        3串口數據需要接受和處理;
        4串口需要發送數據;
        如何來構架這個單片機的程序將是我們的重點;

        讀書時代的我會把鍵盤掃描用查詢的方式放在主循環中,而串口接收數據用中斷,在中斷服務函數中組成相應的幀格式后置位相應的標志位,在主函數的循環中進行數據的處理,串口發送數據以及led的顯示也放在主循環中;

        這樣整個程序就以標志變量的通信方式,相互配合的在主循環和后臺中斷中執行;
        然而必須指出其不妥之處:
        每個任務的時間片可能過長,這將導致程序的實時性能差。如果以這樣的方式在多加幾個任務,使得一個循環的時間過長,可能鍵盤掃描將很不靈敏。所以若要建立一個良好的通用編程模型,我們必須想辦法,消去每個任務中費時間的部分以及把每個任務再次分解;下面來細談每個任務的具體措施:
        1 鍵盤掃描
        鍵盤掃描是單片機的常用函數,以下指出常用的鍵盤掃描程序中,嚴重阻礙系統實時性能的地方;
        眾所周知,一個鍵按下之后的波形是這樣的(假定低有效):
        在有鍵按下后,數據線上的信號出現一段時間的抖動,然后為低,然后當按鍵釋放時,信號抖動一段時間后變高。當然,在數據線為低或者為高的過程中,都有可能出現一些很窄的干擾信號。
        unsigned char kbscan(void)
        {
        unsigned char sccode,recode;
        P2=0xf8;
        if ((P2&0xf8)!=0xf8)
        {
        delay(100);//延時20ms去抖--------這里太費時了,很糟糕
        if((P2&0xf8)!=0xf8)
        {
        sccode=0xfe;
        while((sccode&0x08)!=0)
        {
        P2=sccode;
        if ((P2&0xf8)!=0xf8)
        break;
        sccode=(sccode<<1)|0x01;
        }
        recode=(P2&0xf8)|0x0f;
        return(sccode&recode);
        }
        }
        return (KEY_NONE);
        }
        鍵盤掃描是需要軟件去抖的,這沒有爭議,然而該函數中用軟件延時來去抖(ms級別的延時),這是一個維持系統實時性能的一個大忌諱;
        一般還有一個判斷按鍵釋放的代碼:
        While( kbscan() != KEY_NONE)
        ; //死循環等待
        這樣很糟糕,如果把鍵盤按下一直不放,這將導致整個系統其它的任務也不能執行,這將是個很嚴重的bug。
        有人會這樣進行處理:
        While(kbsan() != KEY_NONE )
        {
        Delay(10);
        If(Num++ > 10)
        Break;
        }
        即在一定得時間內,如果鍵盤一直按下,將作為有效鍵處理。這樣雖然不導致整個系統其它任務不能運行,但也很大程度上,削弱了系統的實時性能,因為他用了延時函數;


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        關鍵詞: 單片機程序框

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