單片機嵌入式編程的五個注意事項

在單片機編程的過程中，如果一名設(shè)計者能夠同時掌握多門編程語言，那么這名設(shè)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(xué)者在其中一門的學(xué)習(xí)中就已經(jīng)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(lǐng)域多年工作經(jīng)驗的工程師意見，匯總成了一篇能夠?qū)?a class="contentlabel" href="http://2s4d.com/news/listbylabel/label/嵌入式">嵌入式編程經(jīng)驗有著指導(dǎo)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(memorymanage)，之所以有人覺得并不困難，那是因為太多數(shù)情況下芯片制造商都已經(jīng)直接寫好，但是如果設(shè)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(nèi)部中斷，外部中斷有兩種實現(xiàn)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(yīng)用層面的，相比之下，內(nèi)部中斷就要復(fù)雜得多，內(nèi)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(chǎn)生的，很多軟件開發(fā)人員基本上不寫對應(yīng)的中斷服務(wù)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(yīng)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(yīng)該注意的問題。

延時

嵌入式編程經(jīng)常會涉及到硬件的操作，如ADC，打開或者關(guān)閉一個電流源，這些都是需要時間的，因此當(dāng)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(jié)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(jù)各芯片的時鐘頻率而定，不單指MCU的總線時鐘頻率。

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(yīng)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(shù)也是如此，全局變量和通用函數(shù)一定要申明，這樣在調(diào)用的時候不容易出錯，而且有些編譯器對于未申明的函數(shù)是不會報錯的，但在調(diào)用的時候又會發(fā)出類型隱含轉(zhuǎn)換的警告，在這里就不舉例子了，總之這點要特別小心。

宏定義

在程序編寫過程對于一些特定的數(shù)字應(yīng)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(shù)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(fù)擔(dān)，因為它在編譯的時候就已經(jīng)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(shù)，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，當(dāng)時同時增加了代碼量，因此一般用比較簡單的函數(shù)，它還有一個缺點是在替換的過程不檢查參數(shù)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(nèi)聯(lián)函數(shù)，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(guān)資料。

浮點運算

大多數(shù)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(xiàn)，即使不具有浮點運算的單片機在仿真調(diào)試過程依然可以使用floatordouble的數(shù)據(jù)類型進行計算，而且結(jié)果也很準(zhǔn)確，這是為什么呢?這個因為編譯器自動調(diào)用了庫函數(shù)來實現(xiàn)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(shù)據(jù)，可以假定它的低8位是小數(shù)位，然后移位計算，類似于整數(shù)運算，這種方法比較復(fù)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(shù)的計算，可以得出近似值，因此為了不增加不必要的麻煩，應(yīng)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。

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(nèi)喂一次，一般是100ms以內(nèi)，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(dǎo)致喂狗出錯重起。

這里需要向大家強調(diào)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?qū)懙氖欠裨敿?、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。