有效提升單片機(jī)開發(fā)實(shí)效性的路徑探索

許金勇

摘要：單片機(jī)的出現(xiàn)及其在自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，使得自動(dòng)控制系統(tǒng)的性能水平得到了極大的提升，并且也極大的滿足了自動(dòng)控制系統(tǒng)開發(fā)過程中的各項(xiàng)要求。由此不難看出，單片機(jī)開發(fā)實(shí)效性的提升對(duì)于自動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展有著一定的影響，本文圍繞單片機(jī)開發(fā)時(shí)效性的提升展開了深入的研究。

關(guān)鍵詞：單片機(jī)開發(fā)? 實(shí)效性? 注意事項(xiàng)

1 單片機(jī)的概念及特點(diǎn)

單片機(jī)也是集成電路芯片的一種，同時(shí)也是微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的一種，是通過使用超大規(guī)模的電路集成技術(shù)，將具備數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器、隨機(jī)存儲(chǔ)器、只讀存儲(chǔ)器、多種類型I/O及中斷系統(tǒng)等集成在一塊硅片上。單片機(jī)具備如下幾個(gè)特點(diǎn);第一，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為簡潔，使用便捷性較高，并可實(shí)現(xiàn)模塊化操作目標(biāo)。第二，單片機(jī)具備較高的可靠性，其使用壽命在10的6次方到10的7次方小時(shí)之間，并且故障出現(xiàn)的概率較低。第三，單片機(jī)自身的結(jié)構(gòu)完善，使其具備較強(qiáng)的處理功能，且擁有極快的處理速度。第四，體積較小，功耗及電壓需求較低，有利于便攜產(chǎn)品的生產(chǎn)。第五，擁有較強(qiáng)的控制及環(huán)境自適應(yīng)能力。正是因?yàn)閱纹瑱C(jī)自身優(yōu)勢(shì)較大，在工業(yè)控制領(lǐng)域內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用，并且在不斷的發(fā)展過程中，從4位、8位發(fā)展到如今的32位單片機(jī)。

2 單片機(jī)開發(fā)調(diào)試需要注意的問題

從單片機(jī)自身的特點(diǎn)出發(fā)，不難看出單片機(jī)自身也屬于精密產(chǎn)品，為此在其開發(fā)及調(diào)試的過程中，需要注意如下幾點(diǎn)注意事項(xiàng)：第一，需要使用總線不外引的單片機(jī)。這是最為正統(tǒng)的單片機(jī)使用模式，并且也十分契合單片機(jī)開發(fā)設(shè)計(jì)的小規(guī)模、簡單可靠且經(jīng)濟(jì)的初衷。除此之外，這種總線封閉性質(zhì)的產(chǎn)品有著較高的可靠性。第二，編程語言需要使用單片機(jī)C語言。C語言自身不但簡單高效，并且也是十分貼近硬件設(shè)計(jì)需求的編程語言之一，并且C語言早就在20世紀(jì)的90年代在單片機(jī)設(shè)計(jì)中發(fā)展成熟，有著較高的可靠性及安全性。此外，比較重要的一點(diǎn)就是目前的單片機(jī)廠商在推出單片機(jī)新產(chǎn)品的時(shí)候會(huì)配套一個(gè)C語言的編譯器。第三，使用的單片機(jī)仿真工具需要為中檔或者高檔。只有這兩個(gè)檔次的仿真工具，才可以更好的對(duì)總線封閉性質(zhì)的單片機(jī)進(jìn)行仿真。同時(shí)，仿真工作還必須要使用band-out chip或hooks chip，并且需要支持高級(jí)語言的調(diào)試工作及查看修改全部數(shù)據(jù)類型的功能。除此之外，在選擇仿真工具的時(shí)候，需要以其是否支持市面上多家軟件公司的匯編及編譯產(chǎn)生的代碼格式。第四，開發(fā)平臺(tái)集成。需要使用工程技術(shù)，實(shí)現(xiàn)一次性在工程管理器中送入全部類型的源文件、用戶庫文件等文件的目標(biāo)，并做到統(tǒng)一化管理匯編及編譯、連接及定位工作。除此之外，MAKE技術(shù)的使用也是不可忽視的，這一技術(shù)的應(yīng)用可以自動(dòng)化辨認(rèn)匯編及編輯器，從而保障在每一次的調(diào)試循環(huán)中只需要做出的匯編及編譯、連接及定位的增量工作即可。

3 單片機(jī)開發(fā)實(shí)效性不斷提升的措施

3.1功能目標(biāo)的明確

作為自動(dòng)化控制系統(tǒng)核心部件的單片機(jī)，在其開發(fā)的過程中，需要在認(rèn)識(shí)到單片機(jī)決定自動(dòng)控制系統(tǒng)功能這一基礎(chǔ)之上，明確單片機(jī)的實(shí)際功能目標(biāo)，需要考慮如下的幾個(gè)方面：第一，單片機(jī)開發(fā)方向的確定。單片機(jī)自身的功能較多，這也是以單片機(jī)作為基礎(chǔ)可以開發(fā)出多種類型自動(dòng)化控制系統(tǒng)的原因所在，從單片機(jī)這一獨(dú)有特征出發(fā)，只有在開發(fā)方向得以確定的基礎(chǔ)上，才可以確保單片機(jī)自身的配置十分合理。換言之，開發(fā)方向的確定是整個(gè)單片機(jī)開發(fā)時(shí)效得以提升的關(guān)鍵所在。第二，自動(dòng)控制系統(tǒng)功能的確定。在單片機(jī)開發(fā)方向得以明確的基礎(chǔ)上，需要開發(fā)方向的具體框架作為基礎(chǔ)確定整體自動(dòng)控制系統(tǒng)的功能，這是單片機(jī)開發(fā)過程中的關(guān)鍵步驟之一，和最終單片機(jī)開發(fā)質(zhì)量有著十分緊密的聯(lián)系，并直接影響到開發(fā)出的單片機(jī)能否滿足原定的自動(dòng)控制系統(tǒng)功能，為此，自動(dòng)控制系統(tǒng)的功能的確定是單片機(jī)開發(fā)的關(guān)鍵一步。第三，開發(fā)過程中需要始終遵循相應(yīng)的原則。單片機(jī)對(duì)于整個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)而言，決定著其功能的正常運(yùn)行，為此，在開發(fā)過程中需要始終遵循高效、全面及合理三大原則，以此來保障單片機(jī)開發(fā)的實(shí)效性。

3.2硬件電路的合理設(shè)置

在單片機(jī)的具體開發(fā)過程中，硬件電路的設(shè)定會(huì)直接影響到單片機(jī)控制功能的實(shí)現(xiàn)，為此，在單片機(jī)的開發(fā)中，需要從如下幾個(gè)方面入手確保硬件電路的合理設(shè)置。第一。硬件電路設(shè)置需要以功能需求作為基礎(chǔ)。單片機(jī)整體功能的實(shí)現(xiàn)是由硬件電路的設(shè)置決定的，也正是因?yàn)閱纹瑱C(jī)的這一特征，在設(shè)置硬件電路時(shí)候需要全面考慮單片機(jī)自身的功能需求，確保硬件電路的設(shè)置可以與實(shí)際功能相匹配。第二，電路板空間的合理優(yōu)化。在設(shè)置單片機(jī)硬件電路的過程中，因?yàn)殡娐钒宓膬?nèi)部空間十分有限，想要在空間有限的情況下，實(shí)現(xiàn)更多的控制功能，就需要針對(duì)電路板的空間做出相應(yīng)的優(yōu)化，在實(shí)現(xiàn)控制功能的同時(shí)保障單片機(jī)開發(fā)的實(shí)效性。第三，硬件連接質(zhì)量的檢查。對(duì)于硬件電路的質(zhì)量而言，影響程度最大的就是硬件之間的連接質(zhì)量，為此，在開發(fā)單片機(jī)的過程中，需要對(duì)于硬件電路元件的質(zhì)量及連接的緊固程度做出相應(yīng)的檢查，最大程度避免以為硬件脫落帶來的單片機(jī)功能異常問題。

3.3仿真技術(shù)的合理使用

收到相關(guān)技術(shù)深入發(fā)展的影響，仿真技術(shù)在單片機(jī)開發(fā)中得到了較為廣泛的應(yīng)用，并且在提升單片機(jī)開發(fā)實(shí)效性上發(fā)揮了重要的作用。比如，在電子琴的開發(fā)過程中，因其自身系統(tǒng)的按鍵數(shù)量相對(duì)較多，通過使用仿真技術(shù)，可以將之設(shè)計(jì)為矩陣形式的按鍵系統(tǒng)。這一性質(zhì)的按鍵系統(tǒng)較之傳統(tǒng)的直線連接形式，即便在其在結(jié)構(gòu)及識(shí)別上具有一定的復(fù)雜性，但是在端口利用率上卻有了顯著的提升。其內(nèi)部的每一個(gè)鍵的行列、行線和列線是通過電阻器的功率進(jìn)行連接，在使用仿真技術(shù)開發(fā)其中單片機(jī)的時(shí)候，每一個(gè)鍵的狀態(tài)都會(huì)變成數(shù)字0及1。輸出端的行線在的按鈕尚未按下的情形下，產(chǎn)量高，也就是意味著沒有鍵按下列線輸入到下芯片，在鍵被按下的瞬間，輸入端的電壓就會(huì)有所降低，通過閱讀分析這一狀態(tài)就可以很好的得出是否有鍵被按下的情況，極大的提升了整個(gè)系統(tǒng)的性能。

除此之外，單片機(jī)仿真技術(shù)的還考慮到了軟件實(shí)際運(yùn)行情況，在模擬運(yùn)行的過程中，可以使用最為接近真實(shí)應(yīng)用的環(huán)境進(jìn)行驗(yàn)證，系統(tǒng)設(shè)計(jì)中存在的問題可以更早被發(fā)現(xiàn)，從而有效規(guī)避設(shè)計(jì)方面的錯(cuò)誤，降低了整個(gè)單片機(jī)開發(fā)的具體成本。通過模擬整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)部的軟件，可以同時(shí)降低單片機(jī)開發(fā)的時(shí)間及經(jīng)濟(jì)成本，并且在運(yùn)行環(huán)節(jié)中，硬件的連接和硬件的仿真器是同出一轍的。

4 總結(jié)

單片機(jī)作為一種集成化的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，因其自身的規(guī)模較小、功能結(jié)構(gòu)完善、可靠性及安全性較高等優(yōu)勢(shì)，在工業(yè)控制領(lǐng)域內(nèi)得到了十分廣泛的應(yīng)用。為了保障自動(dòng)控制系統(tǒng)的功能得以正常運(yùn)行，就需要保證單片機(jī)開發(fā)中的實(shí)效性，想要實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，就需要以單片機(jī)功能目標(biāo)的明確作為基礎(chǔ)，輔以其內(nèi)部硬件電路的合理設(shè)置，再加之仿真技術(shù)的合理運(yùn)用，就可以保障單片機(jī)開發(fā)的實(shí)效性。同時(shí)，在單片機(jī)的開發(fā)調(diào)試過程中，還需要注意使用總線不外引的單片機(jī)及C語言作為編程語，并且單片機(jī)的仿真工具需要為中高檔，只有在嚴(yán)格限制開發(fā)及調(diào)試工作的基礎(chǔ)上，才可以不斷提升單片機(jī)開發(fā)的實(shí)效性。

參考文獻(xiàn)

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