單片機編程經驗總匯
經驗之一:用“軟件陷阱+程序口令”對付PC指針的彈飛
當CPU受到外界干擾,有時PC指針會飛到另一段程序中,或跳到空白段去。其實,如果PC指針飛到空白段去,倒也好處理。只要在空白段設立軟件陷阱(攔截指令),將程序攔截到初始化段或程序錯誤處理段。但是,如果PC指針飛到另一段程序中去了,系統(tǒng)如何辦?小匠在這里推薦一種方法——程序口令,思路如下:
1、首先,程序必須模塊化。每個模塊(子程序)執(zhí)行一個功能。每個模塊只有一個出口(RET)。
2、設立一個模塊(子程序)ID寄存器。
3、為每個子程序配置一個唯一的ID號碼。
4、每當子程序執(zhí)行完畢,要返回(RET)之前,
5、返回到上級程序后,先判斷ID寄存器中的ID號。
如果正確,則繼續(xù)執(zhí)行;如果不正確,則表示PC指針有可能已經跳錯了,子程序沒有按預計的出口返回,這時將程序攔截到初始化段或程序錯誤處理段。
這種方法,如同在程序中設立了若干個崗哨,每次調用子程序返回后,都要對口令(ID號),驗明正身后再放行。再配合軟件陷阱,基本上可以將大多數PC指針彈飛的現象檢測到。到了程序錯誤處理段,要殺要剮(冷啟動還是熱啟動)就由您了。
僅以一條代碼來揭示程序飛跑的本質!750102H;MOV 01H,#02H ,如當前PC不是指向75H,而是指向01H或02H,那么51內的指令譯碼器將把她們忠實地翻譯成AJMP X01H 或 LJMP XXXXH而XX01H XXXXH又是什么呢?天知道!這樣惡性飛跑下去那還不死定!改革一下:
CLR A ;0C4H
INC A ;04H
MOV R1,A ;0F9H
INC A ;04H
MOV @R1,A;86H
每一字節(jié)代碼都不能在生成跳轉和循環(huán),且都是單字節(jié)指令!往那跑去?跑出去了都要自己回來!“在家”千日好!“跳出”事事難嘛!這樣只要平時習慣了用累加器和寄存器把數倒一倒,把那些危險代碼都給倒掉,這樣雖說給PC的“足”上多加了兩字節(jié)的“包”可它不好“跑”??!“足包”====跑!有朋友會問:要是PC抓做02H--LJMP 又有抓做了老鼻子遠的XXH,再抓做隔壁的YYH不就沒用了嗎?提這樣的問題只有ZENYIN這種鉆牛角得才會提!PC那一位最活躍???PC0??!要“扯拐”顯然發(fā)生在她身上,至于那PC15同志啊,睡得更死豬一樣,雷爆(強干擾)來了都打不醒?此外如果干擾都強到了PC高位都出錯的地步!關電!關電!不干了!“不是我們不行而是敵人太強大”!反過來要是敵人在你的專政下,只是偶爾出來搗搗亂,但一出來就沖到屁西(PC)高層,就要問問是不是你的王國根基(硬件)有問題了?而非出在意識形態(tài)(軟件)上!硬件為本!軟件為標!標本兼治鑄就堅強體魄,方能百毒不侵!
經驗之二、不要輕信軟件狗
關于軟件狗的討論,論壇上多矣。匠人也曾經查閱過許多關于軟件狗的文章。有些大師確實提出了一些比較有技巧性的方法。但是,匠人的忠告是:不要輕信軟件狗!其實,軟件狗相當于軟件的一種自律行為。一般的思路都是通過設立一個計數器,在計時中斷中對其+1,在主程序的適當地方對其清零。如果程序失控了,清零指令未被執(zhí)行,但中斷造常發(fā)生,則計數器溢出(狗狗叫了)。但是這里有個問題:萬一干擾導致中斷被屏蔽了,那軟件狗就永遠不會叫了!——針對這種可能,有人提出在主程序中反復刷新中斷使能標志,保證不讓中斷被屏蔽。——但萬一程序飛到某個死循環(huán)中去了,不再執(zhí)行“刷新中斷使能標志”這一功能了,還是有可能把狗狗活活餓死。本文引用地址:http://2s4d.com/article/172746.htm
所以,匠人的觀點是:看門狗必須擁有獨立的計數器。(即硬件看門狗)好在現在好多芯片都提供了內部WDT。這種狗都是自帶計數器的。即使干擾導致程序失控,WDT還是會造常計數直到溢出。當然,匠人也沒有要將軟件狗一棍子全部打死的意思。畢竟不管是軟狗還是硬狗,逮到耗子就是好狗嘛(狗拿耗子——多管閑事?)。如果哪位訓狗專家確實養(yǎng)過一條能看門的好軟件狗,請牽出來讓大伙瞧瞧。
經驗之三、話說RAM冗余技術
所謂的RAM冗余,就是:
1、將重要的數據信息備份2份(或以上)并存放在RAM中不同的區(qū)域(指地址不相連)。
2、當平時對這些數據進行修改時,同時也更新備份。
3、當干擾發(fā)生并被攔截到“程序錯誤處理段”中時,
4、備份越多,效果越好。(當然,你得有足夠的存儲空間)。
5、只備份最最原始的數據。中間變量(指那些可以從原始數據重新推導出來的數據)不必備份,
注:
1、這種思路的理論依據,據說是源于一種“概率論”,即一個人被老婆打腫臉的概率是很大的,但如果他捂著臉去上班卻發(fā)現全公司每個已婚男人的臉都青了,這種概率是很小的。同理,一個RAM寄存器數據被沖毀的概率是很大的,但地址不相連的多個RAM同時被沖毀的概率是很小的。
2、前兩年,小匠學徒時,用過一次這種方法,但效果不太理想。當時感覺可能是概率論在我這失效了?現在回想起來,可能是備份的時機選的不好。結果將已經沖毀的數據又備份進去了。這樣以來,恢復出來的數據自然也就不對了。
經驗之四、話說指令冗余技術
前面有個朋友問到指令冗余,按匠人的理解,指令冗余,就是動作冗余。舉個例子,你要在某個輸出口上輸出一個高電平去驅動一個外部器件,你如果只送一次“1”,那么,當干擾來臨時,這個“1”就有可能變成“0”了。正確的處理方式是,你定期刷新這個“1”。那么,即使偶然受了干擾,它也能恢復回來。除了I/O口動作的冗余,匠人強烈建議大家在下面各方面也采用這種方法:
1、LCD的顯示。有時,也許你會用一些LCD的專用驅動芯片(如HT1621),這種芯片有個好處,即你只要將顯示數據傳送給它,它就會不斷的自動掃描LCD。但是,你千萬不要以為這樣就沒你啥事了。正確的處理方式是,要記得定期刷新送顯數據(即使顯示內容沒有改變)。對于CPU中自帶LCD DRIVER 的,也要定期刷新LCD RAM。
2、中斷使能標志的設置。不要以為你在程序初始化段將中斷設置好就OK了。應該在主程序中適當的地方定期刷新一下,以免你的中斷被掛起來。
3、其它一些標志字和參數寄存器(包括你自己定義的),也要記得常常刷新。
4、其它一些你認為有必要反復刷新的地方。
經驗之五、10種軟件濾波方法
下面奉獻——匠人嘔心瀝血搜腸刮肚冥思苦想東拼西湊整理出來的10種軟件濾波方法:
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