浅析单片机开发和应用技巧

【摘要】 本文旨在介绍单片机的开发以及应用的技巧，详细阐述了在应用过程中单片机的选择和整体系统测试以及开发过程中常见bug问题出现的地方、如何提高单片机代码运行效率和运行性能，从而优化单片机的开发和应用的工程。

【关键词】 单片机开发技巧；系统测试；减少bug数目；提高运行效率；优化运行性能

1 概述

随着微电子通信技术不断提高以及超大规模集成电路制作工艺的不断完善，单片机作为微处理器已经渗透到社会中军用民用等各个领域中，推动着社会现代化不断向前发展。由于单片机的集成度高，体积小，可靠性良好，控制功能强，功耗低，在导弹导航、各种交通工具的仪表控制，以及互联网络设备中的数据通讯与传输、门禁卡智能卡识别等方面无处不在，因此对于单片机的学习、开发和应用对于通信工程和自动化工程专业的学生和专业人士是必不可少的，然而在单片机开发与应用过程中，有很多技巧性的东西，需要我们在对于单片机的学习、开发和应用过程中去掌握和了解，从而缩短学习周期，加快对单片机深入理解的步伐，能够为以后在单片机的开发和应用培养良好的习惯，减少失误和错误发生的概率，最大优化单片机的开发和应用的过程。

2 单片机的应用中的注意事项

单片机已经在各个领域中被广泛应用，但是在产品中选择和使用单片机的时候需要注意一些事项，来提高单片机在应用中的可靠性和稳定性。在选择单片机初期，满足使用要求和经济预算的情况下，尽量选择使用寿命长的单片机型号，避免由于单片机的老化而引起产品或项目工程质量的下降，同时尽量选择运算速度快、抗干扰能力强以及功耗低的单片机，使其能够充分满足产品和项目工程的需要。当一个单片机系统设计完成后，要对整个产品或者系统进行系统测试，其中包括对单片机软件的单元测试、系统测试以及性能测试，还有对整个系统的上电、掉电测试，ESD和EFT测试以及使用寿命测试，从而对单片机整个系统或产品进行可靠性的了解，避免由于单片机选择不合适而使产品质量低下。

3 单片机的开发的基本技巧

单片机在开发的过程中，主要使用C语言作为开发语言来驱动单片机工作，所以对于单片机的开发的基本技巧，主要涉及到C语言代码优化，包括减少C代码中的bug数目、程序代码使用率以及代码性能优化的问题。只有在开发过程中尽量避免这些问题，才能使C语言编码最优化，减少程序运行时出现的错误，开发的程序代码才能实现最优化，才能在在单片机内良好地运行。

3.1减少C语言代码的bug数目

人们在做任何事情的时候都会犯错误，单片机C语言开发也不例外。如果由于人为的失误或者错误将缺陷带入到代码中，那么单片机在运行过程中就有可能出现错误，所以在C语言代码编写过程中要尽量在人们经常出错的地方谨慎处理，尽量避免引入缺陷到单片机运行程序中去。常见的缺陷类型有参数类型和范围问题，一般对单片机系统整体的物理参数、资源参数、应用参数以及过程参数的类型和取值范围设定的问题上出现错误，开发人员由于忽略了各个参数在不同参数类型的计算以及赋值或者函数返回的过程中参数类型的转变以及取值范围或取值精度的变化而想当然依旧没有改变对参数的处理使得程序在运行过程中出现了缺陷问题；另一种常见的bug问题出在各中运算符的优先级计算或者比较的部分，开发人员忽略运算符的优先级选用而使程序存在缺陷；还有常见的bug问题涉及到一维或者多维数组角标的确定或者指针自动变化的问题，此类问题常用循环模块来计算，由于多层级计算可能会误导开发人员而为程序引入缺陷。

3.2提高运行效率，优化运行性能

对于单片机开发来说，实现同样功能的两个程序片段运行时间和运行可靠性是非常重要的，所以在单片机开发过程中，在实现基本功能的前提下，尽量减少运行代码的行数，保证运行质量，使得单片机高效快速响应和稳定有效地长期运行。对于提高单片机的运行效率，必须从单片机CPU型号入手，详细了解CPU内部的加法器、除法器、各种存储单元、总线的分布以及中断程序入口等，从而深入了解单片机的物理结构以及各个模块的工作机理，在单片机开发的过程中要根据各个模块的工作机理来开发程序代码，同时，对于代码之间的逻辑关系也要有深入考究，尽量减少单片机遍历同样代码的次数，提高运行效率。对于单片机程序代码运行性能的优化，主要是去除运行干扰源、精简资源开销以及提高程序容错率。当有错误发生时，使用软件陷阱和看门狗机制将单片机拉回复位状态，从而避免由于程序出错而导致事故发生，提高程序容错率是开发人员的一项基本素质，需要在开发过程中去锻炼和培养，在反复训练和提高中去熟悉单片机的习性，从而避免常见的错误而导致单片机运行失败。

4 总结

单片机的开发和应用技巧，是我们在单片机开发的过车中得到的宝贵的经验，需要在真正的实施过程中去总结、去体会，当然，还有很多的应用和开发的技巧需要我们不断努力，在以后的工作、学习和应用中去寻找和总结，使得单片机的学习、开发和应用过程更简单、更有效，为单片机的开发和应用铺平前进的道路。

参考文献：

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