單片機(jī)的程序編寫

MCU的程序的編寫與PC下的程序的編寫存在很大的區(qū)別，雖然現(xiàn)在基于C的MCU開發(fā)工具越來越流行，但對(duì)于一個(gè)高效的程序代碼和喜歡使用匯編的設(shè)計(jì)者來講，匯編語(yǔ)言仍然是最簡(jiǎn)潔、最有效的編程語(yǔ)言。

對(duì)于MCU的程序編寫，其基本的框架可以說是大體一致的，一般分為初始化部分(這是MCU程序設(shè)計(jì)與PC最大的不同)，主程序循環(huán)體和中斷處理程序三大部分，其分別說明如下：

初始化：對(duì)于所有的MCU程序的設(shè)計(jì)來講，出世化是最基本也是最重要的一步，一般包括如下內(nèi)容：

屏蔽所有中斷并初始化堆棧指針：初始化部分一般不希望有任何中斷發(fā)生。

清除系統(tǒng)的RAM區(qū)域和顯示Memory：雖然有時(shí)可能沒有完全的必要，但從可靠性及一致性的角度出發(fā)，特別是對(duì)于防止意外的錯(cuò)誤，還是建議養(yǎng)成良好的編程習(xí)慣。

IO口的初始化：根據(jù)項(xiàng)目的應(yīng)用的要求，設(shè)定相關(guān)IO口的輸入輸出方式，對(duì)與輸入口，需要設(shè)定其上拉或下拉電阻;對(duì)于輸出口，則必須設(shè)定其出世的電平輸出，以防出現(xiàn)不必要的錯(cuò)誤。

中斷的設(shè)置：對(duì)于所有項(xiàng)目需要用到的中斷源，應(yīng)該給予開啟并設(shè)定中斷的觸發(fā)條件，而對(duì)于不使用的多余的中斷，則必須給予關(guān)閉。

其他功能模塊的初始化：對(duì)于所有需要用到的MCU的外圍功能模塊，必須按項(xiàng)目的應(yīng)用的要求進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置，如UART的通訊，需要設(shè)定Baud Rate，數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，校驗(yàn)方式和Stop Bit的長(zhǎng)度等，而對(duì)于Programmer Timer，則必須設(shè)置其時(shí)鐘源，分頻數(shù)及Reload Data等。

參數(shù)的出世化：完成了MCU的硬件和資源的出世化后，接下來就是對(duì)程序中使用到的一些變量和數(shù)據(jù)的初始化設(shè)置，這一部分的初始化需要根據(jù)具體的項(xiàng)目及程序的總體安排來設(shè)計(jì)。對(duì)于一些用EEPROM來保存項(xiàng)目預(yù)制數(shù)的應(yīng)用來講，建議在初始化時(shí)將相關(guān)的數(shù)據(jù)拷貝到MCU的RAM，以提高程序?qū)?shù)據(jù)的訪問速度，同時(shí)降低系統(tǒng)的功耗（原則上，訪問外部EEPROM都會(huì)增加電源的功耗）。

主程序循環(huán)體：大多數(shù)MCU是屬于長(zhǎng)時(shí)間不間斷運(yùn)行的，因此其主程序體基本上都是以循環(huán)的方式來設(shè)計(jì)，對(duì)于存在多種工作模式的應(yīng)用來講，則可能存在多個(gè)循環(huán)體，相互之間通過狀態(tài)標(biāo)志來進(jìn)行轉(zhuǎn)換。對(duì)于主程序體，一般情況下主要安排如下的模塊：

計(jì)算程序：計(jì)算程序一般比較耗時(shí)，因此堅(jiān)決反對(duì)放在任何中斷中處理，特別是乘除法運(yùn)算。

顯示傳輸程序：主要針對(duì)存在外部LED、LCD Driver的應(yīng)用。

中斷處理程序：中斷程序主要用于處理實(shí)時(shí)性要求較高的任務(wù)和事件，如，外部突發(fā)性信號(hào)的檢測(cè)，按鍵的檢測(cè)和處理，定時(shí)計(jì)數(shù)，LED顯示掃描等。

一般情況下，中斷程序應(yīng)盡可能保證代碼的簡(jiǎn)潔和短小，對(duì)于不需要實(shí)時(shí)去處理的功能，可以在中斷中設(shè)置觸發(fā)的標(biāo)志，然后由主程序來執(zhí)行具體的事務(wù)――這一點(diǎn)非常重要，特別是對(duì)于低功耗、低速的MCU來講，必須保證所有中斷的及時(shí)響應(yīng)。

對(duì)于不同任務(wù)體的安排，不同的MCU其處理的方法也有所不同。

例如，對(duì)于低速、低功耗的MCU(Fosc=32768Hz)應(yīng)用，考慮到此類項(xiàng)目均為手持式設(shè)備和采用普通的LCD顯示，對(duì)按鍵的反應(yīng)和顯示的反應(yīng)要求實(shí)時(shí)性較高，應(yīng)此一般采用定時(shí)中斷的方式來處理按鍵的動(dòng)作和數(shù)據(jù)的顯示；而對(duì)于高速的MCU，如Fosc》1MHz的應(yīng)用，由于此時(shí)MCU有足夠的時(shí)間來執(zhí)行主程序循環(huán)體，因此可以只在相應(yīng)的中斷中設(shè)置各種觸發(fā)標(biāo)志，并將所有的任務(wù)放在主程序體中來執(zhí)行。

在MCU的程序設(shè)計(jì)中，還需要特別注意的一點(diǎn)就是：要防止在中斷和主程序體中同時(shí)訪問或設(shè)置同一個(gè)變量或數(shù)據(jù)的情況。有效的預(yù)防方法是，將此類數(shù)據(jù)的處理安排在一個(gè)模塊中，通過判斷觸發(fā)標(biāo)志來決定是否執(zhí)行該數(shù)據(jù)的相關(guān)操作；而在其他的程序體中(主要是中斷)，對(duì)需要進(jìn)行該數(shù)據(jù)的處理的地方只設(shè)置觸發(fā)的標(biāo)志。――這可以保證數(shù)據(jù)的執(zhí)行是可預(yù)知和唯一的。