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。
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