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单片机的编程方法

单片机的编程方法

作者: 如蔓如篱 | 来源:发表于2017-08-16 23:32 被阅读32次

在我的理解中,我把单片机编程分为4种,这4种编程风格,或者说是算法风格,基本代表了电子工程师编程的四个阶段吧。

1:学院派编程方法

          之所以称之为学院派编程方法,是因为这个编程方法在大学校园比较流行,也正是因为这个原因,刚毕业的大学生也大多采取这类编程方法。我非常不建议这类编程方法,下面以按键检测举例分析:

         这样检测按键是不行的,因为单片机是在死等按键释放而不执行其他任何操作。老师讲解的时候,只是告诉你了最基本的方法,用最简单的方法让你明白怎样使用单片机检测按键,这样做既对又不对。对是因为的确达到了教学目的,完成了传道授业的任务;不对是因为给同学们造成了很大误导,甚至说是交给了同学们错误的方法,直到某一天跳进深坑还浑然不知。如果项目的要求是通过按键调整数码管显示的数据,在按键按下的时间里,单片机在死等,那么数码管的显示是无法刷新数据的,这显然是不合理的,事实上也不会有开发者会采用这样的方式。

2:传统编程方法

          有的同学会问,既然死等不可以,那我不死等好了,或者说我不一直死等,并且我用延时一段时间的方式消抖,效果也挺不错的。敲黑板,这里的延时方式消抖,恐怕也是大学老师教给你的吧。(在这里没有恶意,实在是感觉这类方法不适合再出现在大学课堂之上了,已经害了许多人,作者就是受害者之一。)

       我们一边看图一边分析,这个按键检测的思路比起第一种方法有很大进步,放弃了死等按键释放的方式,先检测按键是否按下,如果按下,消抖延时20ms,防止误触发,如果20ms后检测按键还是按下的,执行相对应的动作。可是再回到刚刚问过的问题,如果项目要求数码管显示,这20ms实在是太长了,数码管20ms刷新一次,给人的感觉是闪烁的很厉害,这显然不是我们想要的效果。而且20ms延时消抖,这样的消抖方式也是我不推荐的,至于采用什么样的消抖方式,下文会讲到。

         同时,我还想提出一个问题,如果我的端口非常紧张,只剩下一个按键,这时候,要用一个按键代表两种功能——长按和短按,面对这样的问题,采用第二种方法就不足以解决了。实际上,第二种方法存在的问题不止这些,稍微考虑不严密,就可能造成逻辑错误。慎用delay!慎用delay!慎用delay!重要的事情说三遍。

3:时间片+状态机编程方法

        所谓时间片+状态机编程方法,就是一个任务分解,利用状态机分步执行。这样做的好处是逻辑清晰,软件维护成本小。首先,实现这种编程方法要有一个时间基准,我一般采用的方法是定时器中断,每过一段时间定时器溢出,在中断函数里把标志位置1,然后再主函数里检查标志位的状态来判断时间点是否来临。举个LED闪烁例子来说明一下这个编程方法。当然,这个方法可以用到其他方面,后面我会在文章里详细说说这种方法。

4:嵌入式系统编程方法

这个编程方法目前我还不是很懂,所以就不过多讲述,目前我的理解是,嵌入式系统编程的方法是在程序中加入了操作系统的概念,基本的原理和时间片+状态机编程方法类似,但是要比前者复杂的多,其中还涉及到内存、堆栈等概念。一般简单的应用不必采用操作系统的编程方法,有点大炮打蚊子的感觉,但是涉及到人机交互等复杂应用的场合,嵌入式系统编程方法会让软件编程变得有条不紊,稳定可靠。

我是一名从事传感器开发的电子工程师,很高兴在简书遇到你。如果有什么好的建议和意见,欢迎您和我取得联系,您可以选择留言和发送邮件,邮件地址:zz_dxf@163.com

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