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英国ladbrokes:不同型号的单片机芯片编程方式一样吗学了一个可以适用全部吗?

 发布时间:2022-06-04 05:46:53 来源:英国ladbrokes网址 作者:英国ladbrokes官网

  分层的思想,并不是什么神秘的东西,事实上很多做项目的工程师本身自己也会在用。看了不少帖子都发现没有提及这个东西,然而分层结构确是很有用的东西,参透后会有一种恍然大悟的感觉。如果说我不,参考一下阿别人的程序,很快就可以做出来。但是如果不懂程序设计的思想的话,会给你做项目的过程中带来很多很多的困惑。参考了市面上各种各样的嵌入式书籍等都有看过,但是没有发现有哪本是介绍设计思想的,就算有也是凤毛麟角。写程序不难,但是程序怎么样才能写的好,写的快,那是需要点经验积累的。结构化模块化的程序设计的思想,使最基本的要求。然而这么将这个抽象的概念运用到工程实践当中恩?那需要在做项目的过程中经历磨难,将一些东西总结出来,抽象升华为理论,对经验的积累和技术的传播都大有裨益。所以在下出来献丑一下,总结一些东西。就我个人的经验而谈,有两个设计思想是非常重要的。一个就,这个对实际中解决多任务问题非常有用,通常可以用这个东西来判断一个人是单片机学习者,还是一个单片机工程师。这个必须掌握。(下文将介绍)。

  第二个就是“分层屏蔽的设计思想”即分层思想。下面用扫描键盘程序例子作为引子,引出今天说的东西。问题的提出单片机学习板一般为了简单起见,将按键分配的很好,例如整个4*4的键盘矩阵分配到P1口上面,8条控制线,刚好。这样的话程序也非常好写。只需要简单的:KEY_DAT= P1;端口的数据就读进来了。诚然,现实中没有这么好的事情。在实际的项目应用当中,单片机引脚的复用相当厉害,这跟那些所谓的单片机学习板就有很大的差别了。

  另外一个原因,一般设计来说,是“软件配合硬件”的设计流程,简单点说就是,先确定好硬件原理图,硬件布线,最后才是软件的开发,因为硬件修改起来比较麻烦,相对来说软件修改的时候比较好改。这个就是中国传统的阴阳平衡哲学原理。硬件设计和软件设计本来就是鱼和熊掌的关系,两者不可兼得。方便了硬件设计,很可能给写软件带来很大的麻烦。反过来说,方便了软件设计,硬件设计也会相当的麻烦。如果硬件设计和软件设计同时方便了,那只有两种可能,一是这个设计方案非常简单,二是设计师已经达到了一个非常高的境界。我们不考虑那么多情况,单纯从常用的实际应用的角度来看问题。

  硬件为了布线的方便,很多时候会可能将IO口分配到不同的端口上面,例如上面说的4*4键盘,8根线上面去了。那么,开发板的那些扫描键盘程序可以去见鬼了。怎么扫按键?我想起了我刚开始学习的时候,分成3段非常相似的程序,一个一个按键的扫描的经历......玩转嵌入式或许有人不甘心,“那些东西我花了很长时间学习的,也用的好好的,怎么能说一句不用就不用?”虽然有点残忍,但是我还是想说“兄弟,接受现实吧,现实是残酷的......”不过,人区别于低等动物的差别,是人会创造,在碰到困难的时候会想办法解决,于是我们开始了沉

  “映射”的概念来解决问题。基本思想就是,将不同端口的按键映射到相同端口上面。这样按键扫描程序就分

  ,20ms延时消抖,将端口的数据映射到一个KEY_DAT寄存器上面,KEY_DAT作为对上层驱动层的一个接口。2

  对KEY_DAT寄存器的数值进行操作。简单点说,我们无论底层的硬件是怎么接线的,在驱动层都不需要关心,只需要关心KEY_DAT这个寄存器的数值是什么就可以了。这样出来的间接效果就是“屏蔽了底层硬件的差异”,所以驱动层写的程序就可以通用了。驱动层的另外一个功能是为了上层提供消息接口。我们用了类

  window程序的消息的概念。这里可以提供一些按键消息,例如:按下消息,松开消息,长按键消息,长按键的时候的步进消息,等等。3

  秒表调整时间的时候,要求按着某个按键不放,时间能连续的向上增加。这个东西很实用,实际的家电中用途很广泛。

  在看下面的东西之前,大家可以想一下,这东西难吗?相信大家都会很响亮的回答

  “不难!!”,然而我再问:“这东西麻烦吗?”我相信很多人肯定会说“很麻烦!!”这不禁让我想起开始学单片机的时候写这种按键的那程序,乱七八糟的结构。如果不相信的线写一下哦,那样就更加能体会本文说的分层结构的优越性。项目要求:两个按键,分别分配在P10

  P20,分别是“加”“减”按键,要求长按键的时候实现连续加和连续减的功能。实战:假设按键上拉,没有按键的时候高电平,有按键的时候低电平,另外,为了突出问题,这里没有将延时消抖的程序写上去,在实际项目中应该加上。C

  的bit1,如果KeyDat的bit0为1,则说明KEY_PLUS按下,反则亦然。不需要想的很神秘,映射就是这么一回事。如果还有其他按键的话,用同样办法,将他们全部映射到KeyDat

  t想象成P1口,那么这个跟学习板那标准的扫描程序不就是一样了吗?对的,这个就是底层映射的目的了。3)应用层程序编写根据消息,硬件层是必须分离出来,然而驱动层和应用层的要求就不那么严格了,事实上一些简单的项目没有必要将这两层分离开来,根据实际应用灵活应对就可以了。其实这样写程序是很方便移植的,根据板子的不同而适当的修改一下硬件层那个

  函数就完成了,驱动层和应用层很多代码可以不经过修改直接用,很能提高开发效率的。当然这个按键程序会存在一定的问题,特别是遇到常闭按键和点触按键的混合使用的场合。这个留给大家自己去想了,反正问题总是能找到解决办法的,尽管方法有好有坏。2.时间片轮设计思想先用一个小例子引出今天的主题,想象一下,一个基本的家电控制板,肯定或多或少的会包含:LED或者数码管显示,按键,继电器或者可控硅的输出这3部分。数码管需要10ms到20ms的动态扫描,按键也需要20ms左右的延时消抖,有没有意识到,其实这些时间是同时在进行的。回想一下咱们的教科书怎么教按键的延时消抖的?没错,死循环,绝对是原地踏步死循环,用指令来计时。这样很自然的引发一个问题,单片机在原地踏步死循环的话,那么其它的工作怎么办?如数码管的动态扫描怎么办?唯有等按键扫描之后再进行了,这样出来的效果,数码管肯定会闪烁的,扫描时间过长了,缩短按键消抖时间也不是解决办法,想象如果咱们还有其它很多工作也是同时做的呢?解决办法之一,就是今天的主题,分时扫描的思想。当然不会是唯一的办法,只不过俺一直在用,觉得这个是非常不错的思想,可以解决很多实际问题。大胆妄言一下,分时扫描的思想也是单片机编程最核心的思想了,信不信就由你自己判断了。核心思想的实现:其实是几个步骤第一、用RTC

  ,RTC的中断时间短一点,我习惯是125us,为了解红外遥控的码,这个时间是需要的。RTC计时是相当准的,尽量利用。第二、在RTC

  放3个(数量自定)记时器(说白了就是计数器),我的习惯是2ms 5ms 500ms这3个是作为基准时间,提供给整个系统来调用的,所以必须准确一点,实际用示波器调一下就OK了,不难。第三、在主程序的循环里面放一个专门处理时间的子程序。(注:单片机是不会停的,永远在不断循环的跑,这个跟学校学的貌似有点不同,俺面试的时候被问过这个问题…

  )将所有的时间处理都放在时间处理子程序里面做,这样是非常方便的,一个单片机系统最起码需要处理10~20个不同的时间,也需要10~20个计时器了,而且相当多要求同时不同步工作的,如果每个都单独的话是相当的麻烦。第四、“程序是跑着来等,而不是站着来

  ”,这话看来有点玄,一个跟俺一起进去公司的工程师讨论的时候提到的这个问题,俺觉得这个也是分时系统的一个比较重要的思想,所以也这样叫,下面有细说。第五、下面用程序来说话,注释尽量详细,可以不用看代码,直接看注释就可以了。(一)先中断服务程序部分:

  寄存器不断的减1,每次中断减1,一共减16次,所以这里经过的时间是125us × 16=2ms,这个就是所谓的计时/计数器了。这样就可以靠一个系统的RTC中断,来实现我们需要的很多个定时时间。(2)置

  计时结束标志,这个是提供给时间处理程序用的,这是一个计时器的框架,下面的5ms计时完全相同。这程序还用了一个块的框架,比较方便的,不过跟今天的主题无关,以后郁闷的时候再上来写写这个。上面的程序就是中断服务程序里面的计时器,分别定时2ms 5ms 500ms

  是flag_time标志来记录的,程序通过读这个标志就可以知道定时的时间是否已经到了。(二)下面看那个统一的时间服务子程序

  每5ms进来一下,每个计时器都同时在计数了,谁先计算完毕就先关掉自己,置相应的标志给其它程序调用,而对其它计时器完全没有影响!这样,我们可以在这里放很多个计时器了,一般来说,十来二十个是没有问题的,完全满足一个单片机系统对多个时间的需求了。单个计时器的结构很简单,先判断允许计时标志是否进入计时,然后一个专用的寄存器在加1或者

  1,加/减相应的数值之后也就是相应的时间到了,关掉计时器,置相应需要用到的标志。到这里差不多了,俺们需要的时间都可以出来了,这样做是不是非常方便?咱们再来看看在这段时间里单片机在做了什么东西?有中断计时够5ms

  者500ms,那个溢出标志才有效,才能进入上面的计时程序,其它时间都是在做其它事情。而且进入上面的计时器的时候,可以看出,并不是在那里死循环,只是单纯的加减一下寄存器就退出了,整个过程耗时极其短,看代码不同吧,5us到20us左右吧,对主程序的执行没有什么影响。(三)下面看看具体怎么调用最开始谈过的按键的消抖时间处理问题,现在就用上面介绍的办法来看具体怎么解决问题。按键的处理也是重要的基础学问,不过不在本次的讨论范围,所以只是单单的讨论怎么解决时间问题,而对于按键的一些问题,下次有机会继续讨论吧,hoho~~~大概是这样的:判断什么时候有健,没有的话跳出,有的话开始延时消抖的计时,第二次进来的时候直接由标志位控制过去判断时间时候够。

  同样是等待,这里就是最后一点所说的,咱这是跑着来等,不是站着来等。跟死循环定时比较,在没有定时到

  出flag_delay,key_flow符合条件,开始进入按键处理程序了,在这个期间,单片机都在做其它事情,只是一个主循环跑回来判断一次,所以单片机完全有空跑其它的程序,而没有将时间都耗在消抖上面。(四)看看我的主程序循环体

  这个就是我用的循环体了,所有功能都做成子程序形式了,需要就挂上去就可以了,比较方便,这样一个总的循环体,单片机就是在不断的执行这个循环体,如果整个程序都采用上面说的分时扫的思想的话,一周循环回来的时间是相当短的,其实是不是跟电脑的思想有点像呢?

  电脑再快也并不是同时处理多个任务,而且每次处理一个,然后非常快的速度来循环处理,让我们感觉上他是在同时处理多个程序那样,我想,我最终想表达的思想也就是这个而已。

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