單片機嵌入式編程要記住的5個要點

在單片機編程的過程中，如果一名設計者能夠同時掌握多門編程語言，那么這名設計者肯定是一位非常優(yōu)秀的人才。但是想要同時精通匯編、C語言、C++這三門語言實在是太難了，很多初學者在其中一門的學習中就已經到處碰壁，苦不堪言。本文特意為大家整理了擁有嵌入式編程領域多年工作經驗的工程師意見，匯總成了一篇能夠對嵌入式編程經驗有著指導意義的注意事項，感興趣的朋友快來看一看吧。

在單片機嵌入式編程中，最難的兩部分是interrupt和MM(memory manage)，之所以有人覺得并不困難，那是因為太多數情況下芯片制造商都已經直接寫好，但是如果設計者本身就在為芯片制造商工作，那就必須自己會寫配置文件。

這兩個東西之所以比較難是因為要用匯編或類C來寫，屬于比較低層的東西，中斷有外部中斷和內部中斷，外部中斷有兩種實現模式，硬件中斷模式和軟件中斷模式，相對來說比較簡單，屬于應用層面的，相比之下，內部中斷就要復雜得多，內部中斷主要是發(fā)生重起，總線出錯、溢出、校驗出錯等情況產生的，很多軟件開發(fā)人員基本上不寫對應的中斷服務程序，因為它太難了而且一般也用不到。但是一旦發(fā)生，那就是致命錯誤，因此從整個系統(tǒng)健壯性來考慮必須要有相應的ISR才行，這也是freescale的專家建議的，因所以下面就談一下嵌入式編程應該注意的問題。

1.延時

嵌入式編程經常會涉及到硬件的操作，如ADC，打開或者關閉一個電流源，這些都是需要時間的，因此當在發(fā)出這些指令的時候立即讀取寄存器的值是得不到想要的結果的，而且還找不出原因，有時候需要的延時還比較長，達到ms級，一般情況下us級就夠了，根據各芯片的時鐘頻率而定，不單指MCU的總線時鐘頻率。

2.變量

一般來說如果非常明確某個變量的作用域和生命周期就應該定義相對的變量，如const、static等，這樣不容易出錯，不建議將所有變量都定義成全局變量，這樣管理起來比較麻煩，程序一旦出錯，破壞性也比較大，函數也是如此，全局變量和通用函數一定要申明，這樣在調用的時候不容易出錯，而且有些編譯器對于未申明的函數是不會報錯的，但在調用的時候又會發(fā)出類型隱含轉換的警告，在這里就不舉例子了，總之這點要特別小心。

3.宏定義

在程序編寫過程對于一些特定的數字應該盡量使用宏定義，這樣做有個好處就是比較直觀，便于日后維護，要不然時間久了看到那個數字根本就想不起它代表什么意思，宏定義并不會給程序帶來任何負擔，因為它在編譯的時候就已經全部替代了，所以盡可以廣而用之。值得一提的是宏定義并不局限于使用常量，它可以定義函數，因為它是直接替換，因此避免了入棧和出棧，提高了程序執(zhí)行的效率，但是同時增加了代碼量，因此一般用比較簡單的函數，它還有一個缺點是在替換的過程不檢查參數類型是否正常，從而增加了安全隱患，解決此問題的方法是使用一個稱之為inline的內聯函數，它繼承了宏定義的優(yōu)點，又彌補了它的缺點，是個最佳的選擇，但是這個屬于C++的范疇，有一定的難度，在這里也不多講，有興趣的朋友可以參考一下相關資料。

4.浮點運算

大多數低檔次的單片機都是不支持浮點運算的，因此在實際使用過程中也很少用到，因此為了降低成本，一般都去掉了浮點運算模塊，這就帶來了一個問題，如果萬一要用到浮點運算怎么辦?細心的朋友可能會發(fā)現，即使不具有浮點運算的單片機在仿真調試過程依然可以使用float or double的數據類型進行計算，而且結果也很準確，這是為什么呢?這個因為編譯器自動調用了庫函數來實現的，一般是通過迭代的方法，因此它的執(zhí)行效率非常慢，不建議采用此方法，而通常采用的是“定點”的方法來解決這個問題，比如說一個32bit的數據，可以假定它的低8位是小數位，然后移位計算，類似于整數運算，這種方法比較復雜，但是可以非常精確，還有一種方法就是直接放大10的N次方倍進行整數的計算，可以得出近似值，因此為了不增加不必要的麻煩，應該總是盡量避免使用浮點運算，一般情況也都是可以避免的。

5.watch dog

以三重watch dog為例，watch dog1檢查時鐘頻率，watch dog2監(jiān)視一小段代碼，它必須在一個比較短的時間里喂一次，一般要求在250us到650us之間喂一次，watch dog3監(jiān)視一大段代碼，要求在比較長的時間內喂一次，一般是100ms以內，三個條件必須同時滿足才行，這要求對代碼的執(zhí)行過程非常清楚，或者將導致喂狗出錯重起。

這里需要向大家強調的是，在單片機嵌入式的編程過程中程序的好壞往往是由細節(jié)決定的，一個程序寫的是否詳細、靈活，是與日積月累的知識積累與實際磨練成正比的。雖然編程是意見非?？菰锷踔练ξ兜倪^程，但成功后的喜悅能夠讓大家相信這份付出是值得的。