由于单片机的性能同电脑的性能是天渊之别的,无论从空间资源上、内存资源、工作频率,都是无法与之比较的。PC 机编程基本上不用考虑空间的占用、内存的占用的问题,最终目的就是实现功能。而对于单片机来说就截然不同了,一般的单片机的Flash 和Ram 的资源是有限的,可想而知,单片机的资源是少得可怜,为此我们必须想法设法榨尽其所有资源,将它的性能发挥到最佳,程序设计时必须遵循以下几点进行优化:

1、使用尽量小的数据类型

能用unsiged就不用signed;
能用char就不用int;
能不用floating就不用;
能用位操作不用算数。

2、使用自加、自减指令

通常使用自加、自减指令和复合赋值表达式(如a-=1 及a+=1 等)都能够生成高质量的程序代码,编译器通常都能够生成inc 和dec 之类的指令,而使用a=a+1 或a=a-1 之类的指令,有很多C 编译器都会生成二到三个字节的指令。

3、减少运算的强度

可以使用运算量小但功能相同的表达式替换原来复杂的的表达式。

(1) 求余运算

N= N %8 可以改为N = N &7

说明:位操作只需一个指令周期即可完成,而大部分的C 编译器的“%”运算均是调用子程序来完成,代码长、执行速度慢。通常,只要求是求2n 方的余数,均可使用位操作的方法来代替。

(2) 平方运算

N=Pow(3,2) 可以改为N=3*3

说明:在有内置硬件乘法器的单片机中(如51 系列),乘法运算比求平方运算快得多, 因为浮点数的求平方是通过调用子程序来实现的,乘法运算的子程序比平方运算的子程序代码短,执行速度快。

(3) 用位移代替乘法除法

N=M*8 可以改为N=M<<3
N=M/8 可以改为N=M>>3

说明:通常如果需要乘以或除以2n,都可以用移位的方法代替。如果乘以2n,都可以生成左移的代码,而乘以其它的整数或除以任何数,均调用乘除法子程序。用移位的方法得到代码比调用乘除法子程序生成的代码效率高。实际上,只要是乘以或除以一个整数,均可以用移位的方法得到结果。

如N=M*9可以改为N=(M<<3)+M;

(4) 自加自减的区别

例如我们平时使用的延时函数都是通过采用自加的方式来实现。

void DelayNms(UINT16 t)
{
UINT16 i,j;
for(i=0;i
define MAX(A,B) {(A)>(B)?(A):(B)}

说明:函数和宏函数的区别就在于,宏函数占用了大量的空间,而函数占用了时间。大家要知道的是,函数调用是要使用系统的栈来保存数据的,如果编译器里有栈检查选项,一般在函数的头会嵌入一些汇编语句对当前栈进行检查;同时,CPU也要在函数调用时保存和恢复当前的现场,进行压栈和弹栈操作,所以,函数调用需要一些CPU时间。而宏函数不存在这个问题。宏函数仅仅作为预先写好的代码嵌入到当前程序,不会产生函数调用,所以仅仅是占用了空间,在频繁调用同一个宏函数的时候,该现象尤其突出。

1.适当地使用算法

假如有一道算术题,求1~100 的和。

作为程序员的我们会毫不犹豫地点击键盘写出以下的计算方法:

UINT16 Sum(void)
{
UINT8 i,s;
for(i=1;i<=100;i++)
{
s+=i;
}
return s;
}

很明显大家都会想到这种方法,但是效率方面并不如意,我们需要动脑筋,就是采用数学算法解决问题,使计算效率提升一个级别。

UINT16 Sum(void)
{
UINT16 s;
s=(100 *(100+1))>>1;
return s;
}

结果很明显,同样的结果不同的计算方法,运行效率会有大大不同,所以我们需要最大限度地通过数学的方法提高程序的执行效率。

2.用指针代替数组

在许多种情况下,可以用指针运算代替数组索引,这样做常常能产生又快又短的代码。与数组索引相比,指针一般能使代码速度更快,占用空间更少。使用多维数组时差异更明显。下面的代码作用是相同的,但是效率不一样。

UINT8 szArrayA[64];
UINT8 szArrayB[64];
UINT8 i;
UINT8 *p=szArray;
for(i=0;i<64;i++)szArrayB=szArrayA;
for(i=0;i<64;i++)szArrayB=*p++;

指针方法的优点是,szArrayA 的地址装入指针p 后,在每次循环中只需对p 增量操作。在数组索引方法中,每次循环中都必须进行基于i 值求数组下标的复杂运算。

3.强制转换

C 语言精髓第一精髓就是指针的使用,第二精髓就是强制转换的使用,恰当地利用指针和强制转换不但可以提供程序效率,而且使程序更加之简洁,由于强制转换在C 语言编程中占有重要的地位,下面将已五个比较典型的例子作为讲解。

例子1:将带符号字节整型转换为无符号字节整型

UINT8 a=0;
INT8 b=-3;
a=(UINT8)b;

例子2:在大端模式下(8051 系列单片机是大端模式),将数组a[2]转化为无符号16 位整型值。

方法1:采用位移方法。

UINT8 a[2]={0x12,0x34};
UINT16 b=0;
b=(a[0]<<8)|a[1];

结果:b=0x1234

方法2:强制类型转换。

UINT8 a[2]={0x12,0x34};

UINT16 b=0;

b= (UINT16 )a; //强制转换

结果:b=0x1234

例子3:保存结构体数据内容。

方法1:逐个保存。

typedef struct _ST
{
UINT8 a;
UINT8 b;
UINT8 c;
UINT8 d;
UINT8 e;
}ST;
ST s;
UINT8 a[5]={0};
s.a=1;
s.b=2;
s.c=3;
s.d=4;
s.e=5;
a[0]=s.a;
a[1]=s.b;
a[2]=s.c;
a[3]=s.d;
a[4]=s.e;

结果:数组a 存储的内容是1、2、3、4、5。

方法2:强制类型转换。

typedef struct _ST
{
UINT8 a;
UINT8 b;
UINT8 c;
UINT8 d;
UINT8 e;
}ST;
ST s;
UINT8 a[5]={0};
UINT8 p=(UINT8 )&s;//强制转换
UINT8 i=0;
s.a=1;
s.b=2;
s.c=3;
s.d=4;
s.e=5;
for(i=0;i

define Perror(FUN) printf(“Err:%s %s %d: %s\n”, FILE, func,LINE,FUN) 类linux的perror函数实现,这里加了出错的文件位置,所在函数,引发出错调用的函数FUN。

宏中#和##的用法
define STR(s) #s
define CONS(a, b) int(a##e##b)
printf(STR(vck));//输出vck
printf(“%d\n”, CONS(2,3));//2e3 输出2000

这些方法常用,必然会让你的代码更加简洁高效!

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围观 9

单片机实现EMC设计需注意的以下的情况:

1、单片机的工作频率

1.1单片机的设计应根据客户的需求来选择较低的工作频率

首先介绍一下这样做的优点:采用低的晶振和总线频率使得我们可以选择较小的单片机满足时序的要求,这样单片机的工作电流可以变得更低,最重要的是VDD到VSS的电流峰值会更小。

当然我们这里需要做一个妥协,因为客户的要求可能是兼容的和平台化的(目前汽车电子的发展趋势就是平台化),选择较高的工作频率可以兼容更多的平台,也方便以后升级和扩展,因此要选择一个较低的可以接受的工作频率。

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2、恰当的输出驱动能力

在给定负载规范,上升和下降时间,选择适当的输出的上升时间,最大限度地降低输出和内部驱动器的峰值电流是减小EMI的最重要的设计考虑因素之一。

驱动能力不匹配或不控制输出电压变化率,可能会导致阻抗不匹配,更快的开关边沿,输出信号的上冲和下冲或电源和地弹噪声。

2.1设计单片机的输出驱动器

首先确定模块需求的负载,上升和下降的时间,输出电流待续哦啊,根据以上的信息驱动能力,控制电压摆率,只有这样才能得到符合模块需求又能满足EMC要求。

驱动器能力比负载实际需要的充电速度高时,会产生的更高的边沿速率,这样会有两个缺点:

1.信号的谐波成分增加了。

2.与负载电容和寄生内部bonding线,IC封装,PCB电感一起,会造成信号的上冲和下冲。

选择合适的的di/dt开关特性,可通过仔细选择驱动能力的大小和控制电压摆率来实现。最好的选择是使用一个与负载无关的恒定的电压摆率输出缓冲器。同样的预驱动器输出的电压摆率可以减少(即上升和下降时间可以增加),但是相应的传播延迟将增加,我们需要控制总的开关时间)。

2.2使用单片机的可编程的输出口的驱动能力,满足模块实际负载要求。

可编程的输出口的驱动器的最简单是的并联的一对驱动器,他们的MOS的Rdson不能,能输出的电流能力也不相同。我们在测试和实际使用的时候可以选择不同的模式。实际上目前的单片机一般至少有两种模式可选择,有些甚至可以有三种(强,中等,弱)。

2.3当时序约束有足够的余量的时候,通过降低输出能力来减缓内部时钟驱动的边沿。

减少同步开关的峰值电流,和di/dt,一个重要的考虑因素就是降低内部时钟驱动的能力(其实就是放大倍数,穿通电流与之相关型很大)。降低时钟边沿的电流,将显著改善EMI。当然这样做的缺点就是,由于时钟和负载的开通时间的变长使得单片机的平均电流可能增加。快速边沿和相对较高的峰值电流,时间更长边沿较慢的电流脉冲这两者需要做一个妥协。

2.4晶振的内部驱动(反向器)最好不要超过实际的需求。

这个问题,实际上前面也谈过了,当增益过大的时候会带来更大的干扰。

3、设计最小穿通电流的驱动器

3.1 时钟,总线和输出驱动器应尽可能使得传统电流最小

穿通电流【重叠电流,短路电流】,是从单片机在切换过程中,PMOS和NMOS同时导通时候,电源到地线的电流,穿通电流直接影响了EMI和功耗。

这个内容实际上是在单片机内部的,时钟,总线和输出驱动器,消除或减少穿通电流的方法是尽量先关闭一个FET,然后再开通一个FET。当电流较大时,需要额外的预驱动电路或电压摆率。

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围观 4

这篇文章适合刚刚入门的单片机小白看。

单片机在电学里面,属于很简单的一种器件,外表看,就是一个芯片,长着很多的脚。内部,就是一堆寄存器。不同的单片机,外部表现就是形状和引脚数量和引脚名称可能不一样,内部,就是寄存器名称不一样。

我们要做的,就是写程序控制单片机里面的寄存器,然后通过引脚表现出来完成各种电子产品。

所以,你在看别人写的程序的时候,会经常看到给单片机寄存器赋值的语句。下面就以最简单的控制51单片机引脚高低电平来说明一下。(不要总是存在51单片机已经淘汰的想法,51单片机至今任然是出货量最大的单片机,并且各大公司每年都有新款的51单片机推出,功能越来越强劲,做产品,要选最合适的单片机,而不要总想用牛逼的单片机。)

“”

例如,单片机P1口有8个引脚,分别为P1.0~P1.7,如果想让P1口的8个引脚都输出高电平,是这么写:P1=0XFF;如果想让P1口的8个引脚都输出低电平,是这么写:P1=0X00;如果只让P1.0输出高电平,其他引脚输出低电平,是这么写:P1=0X01......

这些值是怎么来的呢?

计算方法:

一个数,前面以0X开头,标示后面的数是十六进制数。所以首先,我们先要知道十进制和十六进制的转换。

十六进制:0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F
十进制: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
以上十六进制和十进制是对应关系,例如B对应11。

单片机和计算机一样,是以“位”为最小单片机,例如,P1是一个8位的寄存器。P1寄存器的8个位名称分别是:P1.7 P1.6 P1.5 P1.4 P1.3 P1.2 P1.1 P1.0

上面的0X开头的数,是以4个“位”为一个单位进行计算,以8421码进行相加计算,听这里很迷糊吧。举个例子就明白了。

你可以做一个这样的表格:

“”

从上表看出,把寄存器的“位”,从高到低排列,然后以4个为一组,对应的8421码如上图所示。

给寄存器写值,实际上就是给它的每个位写0或者1,例如要使得哪个引脚为高电平,就给对应的位写1;要使得哪一个引脚为低电平,就给对应的位写0。然后把对应为1的8421加起来,以4个位为一组。

例如,我们要让每一个引脚都输出高电平,就是每个位的值都为1,那对应寄存器的高四位,8+4+2+1=15,15对应的是十六进制的F,再看寄存器的低四位,8+4+2+1=15,还是对应F,所以最后的值就是0xFF。

再看,如果让每一个引脚都输出低电平,就是每个位的值都是1,前面说过,只有对应位是1,才把它们的8421加起来,现在都是0,所以都不用加,结果就是0x00。

再看,如果只让P1.0引脚是高电平,其他引脚输出低电平,那么,只有P1.0对应的位是1,其它的位是0,所以,只需要取P1.0上面的1码,所以结果就是0x01。

再看,如果让P1.0、P1.1、P1.7、P1.5输出高电平,其它引脚输出低电平,那么对应的值如下图所示:

“”

我们看寄存器的高四位,取对应1上面的码8+2=10,10对应十六进制的A,再看寄存器的低四位,取对应1上面的码2+1=3,3对应的十六进制还是3,所以结果就是0XA3,这是,你写P1=0XA3,就可以使得引脚该高的高,该低的低了。

不管是51的8位寄存器,还是ARM的32位寄存器,寄存器中的每一个位都有一定的用意,这些用意可以查看单片机的用户手册得知,你只需要按照你的要求,给对应的位写1或者0,然后利用上面的方法得出结果,就可以操作单片机的寄存器了。

你学会了吗?

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围观 5

学习使用就是理解单片机硬件结构,以及内部资源的应用,在汇编或C语言中学会各种功能的初始化设置,以及实现各种功能的程序编制。以下是小编的一些经验:

“”

第一步:数字I/O的使用

使用按钮输入信号,发光二极管显示输出电平,就可以学习引脚的数字I/O功能,在按下某个按钮后,某发光二极管发亮,这就是数字电路中组合逻辑的功能,虽然很简单,但是可以学习一般的单片机编程思想,例如,必须设置很多寄存器对引脚进行初始化处理,才能使引脚具备有数字输入和输出输出功能。每使用单片机的一个功能,就要对控制该功能的寄存器进行设置,这就是单片机编程的特点,千万不要怕麻烦,所有的单片机都是这样。要注意的是两个功能使用同一组I/O口,比如LCD和LED例程众都是使用PB这一组的,如果两者结合,会有冲突,达不到预期的效果,建议不同的模块使用不同的IO口。

第二步:定时器的使用

学会定时器的使用,就可以用单片机实现时序电路,时序电路的功能是强大的,在工业、家用电气设备的控制中有很多应用,例如,可以用单片机实现一个具有一个按钮的楼道灯开关,该开关在按钮按下一次后,灯亮3分钟后自动灭,当按钮连续按下两次后,灯常亮不灭,当按钮按下时间超过2s,则灯灭。数字集成电路可以实现时序电路,可编程逻辑器件(PLD)可以实现时序电路,可编程控制器(PLC)也可以实现时序电路,但是只有单片机实现起来最简单,成本最低。

定时器的使用是非常重要的,逻辑加时间控制是单片机使用的基础。

第三步:中断

单片机的特点是一段程序反复执行,程序中的每个指令的执行都需要一定的执行时间,如果程序没有执行到某指令,则该指令的动作就不会发生,这样就会耽误很多快速发生的事情,例如,按钮按下时的下降沿。要使单片机在程序正常运行过程中,对快速动作做出反应,就必须使用单片机的中断功能,该功能就是在快速动作发生后,单片机中断正常运行的程序,处理快速发生的动作,处理完成后,在返回执行正常的程序。

中断功能使用中的困难是需要精确地知道什么时候不允许中断发生(屏蔽中断)、什么时候允许中断发生(开中断),需要设置哪些寄存器才能使某种中断起作用,中断开始时,程序应该干什么,中断完成后,程序应该干什么等等。中断学会后,就可以编制更复杂结构的程序,这样的程序可以干着一件事,监视着一件事,一旦监视的事情发生,就中断正在干的事情,处理监视的事情,当然也可以监视多个事情,形象的比喻,中断功能使单片机具有吃着碗里的,看着锅里的功能。以上三步学会,就相当于降龙十八掌武功,会了三掌了,可以勉强护身。

第四步:与PC机进行RS232通信

单片机都有USART接口,特别是STM8系列中很多型号,都具有两个USART接口。USART接口不能直接与PC机的RS232接口连接,它们之间的逻辑电平不同,需要使用一个stm8s105c6芯片进行电平转换。USART接口的使用是非常重要的,通过该接口,可以使单片机与PC机之间交换信息,虽然RS232通信并不先进,但是对于接口的学习是非常重要的。正确使用USART接口,需要学习通信协议,PC机的RS232接口编程等等知识。试想,单片机实验板上的数据显示在PC机监视器上,而PC机的键盘信号可以在单片机实验板上得到显示,将是多么有意思的事情啊!

第五步:学会A/D转换

STM8单片机带有多通道12位A/D转换器,通过这些A/D转换器可以使单片机操作模拟量,显示和检测电压、电流等信号。学习时注意模拟地与数字地、参考电压、采样时间,转换速率,转换误差等概念。使用A/D转换功能的简单的例子是设计一个电压表。

第六步:学会PCI、I2C接口和液晶显示器接口

这些接口的使用可以使单片机更容易连接外部设备,在扩展单片机功能方面非常重要。

第七步:学会比较、捕捉、PWM功能

这些功能可以使单片机能够控制电机,检测转速信号,实现电机调速器等控制起功能。如果以上七步都学会,就可以设计一般的应用系统,相当于学会十招降龙十八掌,可以出手攻击了。

第八步:学习USB接口、TCP/IP接口、各种工业总线的硬件与软件设计

学习USB接口、TCP/IP接口、各种工业总线的硬件与软件设计是非常重要的,因为这是当前产品开发的发展方向。
到此为止,相当于学会15招降龙十八掌,但还不到打遍天下无敌手的境界。即使如此,也算是单片机大侠了。

本文转载自:21IC
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围观 8

形成干扰的基本要素有三个:

(1)干扰源,指产生干扰的元件、设备或信号,用数学语言描述如下:du/dt,di/dt大的地方就是干扰源。如:雷电、继电器、可控硅、电机、高频时钟等都可能成为干扰源。

(2)传播路径,指干扰从干扰源传播到敏感器件的通路或媒介。典型的干扰传播路径是通过导线的传导和空间的辐射。

(3)敏感器件,指容易被干扰的对象。如:A/D、D/A变换器,单片机,数字IC,弱信号等。

抗干扰设计的基本原则是:抑制干扰源,切断干扰传播路径,提高敏感器件的抗干扰性能。(类似于传染病的预防)

1、抑制干扰源

抑制干扰源就是尽可能的减小干扰源的du/dt,di/dt。这是抗干扰设计中最优先考虑和最重要的原则,常常会起到事半功倍的效果。减小干扰源的du/dt主要是通过在干扰源两端并联电容来实现。减小干扰源的di/dt则是在干扰源回路串联电感或电阻以及增加续流二极管来实现。

抑制干扰源的常用措施如下:

(1)继电器线圈增加续流二极管,消除断开线圈时产生的干扰。仅加续流二极管会使继电器的断开时间滞后,增加稳压二极管后继电器在单位时间内可动作更多的次数。

(2)在继电器接点两端并接火花抑制电路(一般是RC,电阻一般选几K到几十K,电容选0.01uF),减小电火花影响。

(3)给电机加滤波电路,注意电容、电感引线要尽量短。

(4)电路板上每个IC要并接一个0.01μF~0.1μF高频电容,以减小IC对电源的影响。注意高频电容的布线,连线应靠近电源端并尽量粗短,否则,等于增大了电容的等效串联电阻,会影响滤波效果。

(5)布线时避免90度折线,减少高频噪。

(6)可控硅两端并接RC抑制电路,减小可控硅产生的噪声(这个噪声严重时可能会把可控硅击穿的)。

按干扰的传播路径可分为传导干扰和辐射干扰两类。

所谓传导干扰是指通过导线传播到敏感器件的干扰。高频干扰噪声和有用信号的频带不同,可以通过在导线上增加滤波器的方法切断高频干扰噪声的传播,有时也可加隔离光耦来解决。电源噪声的危害最大,要特别注意处理。所谓辐射干扰是指通过空间辐射传播到敏感器件的干扰。一般的解决方法是增加干扰源与敏感器件的距离,用地线把它们隔离和在敏感器件上加蔽罩。

2、切断干扰传播路径的常用措施如下

(1)充分考虑电源对单片机的影响。电源做得好,整个电路的抗干扰就解决了一大半。许多单片机对电源噪声很敏感,要给单片机电源加滤波电路或稳压器,以减小电源噪声对单片机的干扰。比如,可以利用磁珠和电容组成π形滤波电路,当然条件要求不高时也可用100Ω电阻代替磁珠。

(2)如果单片机的I/O口用来控制电机等噪声器件,在I/O口与噪声源之间应加隔离(增加π形滤波电路)。控制电机等噪声器件,在I/O口与噪声源之间应加隔离(增加π形滤波电路)。

(3)注意晶振布线。晶振与单片机引脚尽量靠近,用地线把时钟区隔离起来,晶振外壳接地并固定。此措施可解决许多疑难问题。

(4)电路板合理分区,如强、弱信号,数字、模拟信号。尽可能把干扰源(如电机,继电器)与敏感元件(如单片机)远离。

(5)用地线把数字区与模拟区隔离,与模拟地要分离,最后在一点接于电源地。A/D、D/A芯片布线也以此为原则,厂家分配A/D、D/A芯片引脚排列时已考虑此要求。

(6)单片机和大的地线要单独接地,以减小相互干扰。大功率器件尽可能放在电路板边缘。

(7)在单片机I/O口,电源线,电路板连接线等关键地方使用抗干扰元件如磁珠、磁环、电源滤波器,屏蔽罩,可显着提高电路的抗干扰性能。

3、提高敏感器件的抗干扰性能

提高敏感器件的抗干扰性能是指从敏感器件这边考虑尽量减少对干扰噪声的拾取,以及从不正常状态尽快恢复的方法。

提高敏感器件抗干扰性能的常用措施如下:

(1)布线时尽量减少回路环的面积,以降低感应噪声。

(2)布线时,电源线和地线要尽量粗。除减小压降外,更重要的是降低耦合噪声。

(3)对于单片机闲置的I/O口,不要悬空,要接地或接电源。其它IC的闲置端在不改变系统逻辑的情况下接地或接电源。

(4)对单片机使用电源监控及看门狗电路,如:IMP809,IMP706,IMP813,X25043,X25045等,可大幅度提高整个电路的抗干扰性能。

(5)在速度能满足要求的前提下,尽量降低单片机的晶振和选用低速数字电路。

(6)IC器件尽量直接焊在电路板上,少用IC座。

接下来再说说在这方面的经验。

软件方面:

1、常将不用的代码空间全清成“0”,因为这等效于NOP,可在程序跑飞时归位;

2、在跳转指令前加几个NOP,目的同1;

3、在无硬件WatchDog时可采用软件模拟WatchDog,以监测程序的运行;

4、涉及处理外部器件参数调整或设置时,为防止外部器件因受干扰而出错可定时将参数重新发送一遍,这样可使外部器件尽快恢复正确;

5、通讯中的抗干扰,可加数据校验位,可采取3取2或5取3策略;

6、在有通讯线时,如I^2C、三线制等,实际中我们发现将Data线、CLK线、INH线常态置为高,其抗干扰效果要好过置为低。

硬件方面:

1、地线、电源线的部线肯定重要了!

2、线路的去偶;

3、数、模地的分开;

4、每个数字元件在地与电源之间都要104电容;

5、在有继电器的应用场合,尤其是大电流时,防继电器触点火花对电路的干扰,可在继电器线圈间并一104和二极管,在触点和常开端间接472电容,效果不错!

6、为防I/O口的串扰,可将I/O口隔离,方法有二极管隔离、门电路隔离、光偶隔离、电磁隔离等;

7、当然多层板的抗干扰肯定好过,但成本却高了几倍。

8、选择一个抗干扰能力强的器件比之任何方法都有效,这点应该最重要。

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围观 3

这篇文章适合刚刚入门的单片机小白看。

单片机在电学里面,属于很简单的一种器件,外表看,就是一个芯片,长着很多的脚。内部,就是一堆寄存器。不同的单片机,外部表现就是形状和引脚数量和引脚名称可能不一样,内部,就是寄存器名称不一样。

我们要做的,就是写程序控制单片机里面的寄存器,然后通过引脚表现出来完成各种电子产品。

所以,你在看别人写的程序的时候,会经常看到给单片机寄存器赋值的语句。下面就以最简单的控制51单片机引脚高低电平来说明一下。(不要总是存在51单片机已经淘汰的想法,51单片机至今任然是出货量最大的单片机,并且各大公司每年都有新款的51单片机推出,功能越来越强劲,做产品,要选最合适的单片机,而不要总想用牛逼的单片机。)

例如,单片机P1口有8个引脚,分别为P1.0~P1.7,如果想让P1口的8个引脚都输出高电平,是这么写:P1=0XFF;如果想让P1口的8个引脚都输出低电平,是这么写:P1=0X00;如果只让P1.0输出高电平,其他引脚输出低电平,是这么写:P1=0X01......

这些值是怎么来的呢?

计算方法:

一个数,前面以0X开头,标示后面的数是十六进制数。所以首先,我们先要知道十进制和十六进制的转换。

十六进制:0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F
十进制: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

以上十六进制和十进制是对应关系,例如B对应11。

单片机和计算机一样,是以“位”为最小单片机,例如,P1是一个8位的寄存器。P1寄存器的8个位名称分别是:P1.7 P1.6 P1.5 P1.4 P1.3 P1.2 P1.1 P1.0

上面的0X开头的数,是以4个“位”为一个单位进行计算,以8421码进行相加计算,听这里很迷糊吧。举个例子就明白了。

你可以做一个这样的表格:

“”

从上表看出,把寄存器的“位”,从高到低排列,然后以4个为一组,对应的8421码如上图所示。

给寄存器写值,实际上就是给它的每个位写0或者1,例如要使得哪个引脚为高电平,就给对应的位写1;要使得哪一个引脚为低电平,就给对应的位写0。然后把对应为1的8421加起来,以4个位为一组。

例如,我们要让每一个引脚都输出高电平,就是每个位的值都为1,那对应寄存器的高四位,8+4+2+1=15,15对应的是十六进制的F,再看寄存器的低四位,8+4+2+1=15,还是对应F,所以最后的值就是0xFF。

再看,如果让每一个引脚都输出低电平,就是每个位的值都是1,前面说过,只有对应位是1,才把它们的8421加起来,现在都是0,所以都不用加,结果就是0x00。

再看,如果只让P1.0引脚是高电平,其他引脚输出低电平,那么,只有P1.0对应的位是1,其它的位是0,所以,只需要取P1.0上面的1码,所以结果就是0x01。

再看,如果让P1.0、P1.1、P1.7、P1.5输出高电平,其它引脚输出低电平,那么对应的值如下图所示:

“”

我们看寄存器的高四位,取对应1上面的码8+2=10,10对应十六进制的A,再看寄存器的低四位,取对应1上面的码2+1=3,3对应的十六进制还是3,所以结果就是0XA3,这是,你写P1=0XA3,就可以使得引脚该高的高,该低的低了。

不管是51的8位寄存器,还是ARM的32位寄存器,寄存器中的每一个位都有一定的用意,这些用意可以查看单片机的用户手册得知,你只需要按照你的要求,给对应的位写1或者0,然后利用上面的方法得出结果,就可以操作单片机的寄存器了。

你学会了吗?

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导读:本文针对用单片机制作电子钟或要求根据时钟启控的控制系统时,出现的校准了的电子时钟的时间竟然变快或是变慢了的情况而提出的一种解决方案。
  
单片机应用中,常常会遇到这种情况,在用单片机制作电子钟或要求根据时钟启控的控制系统时,会突然发现当初校准了的电子时钟的时间竟然变快或是变慢了。
  
于是,尝试用各种方法来调整它的走时精度,但是最终的效果还是不尽人意,只好每过一段时间手动调整一次。那么,是否可使时钟走时更精确些呢?现探讨如下:
  
一、误差原因分析

1.单片机电子时钟的计时脉冲基准,是由外部晶振的频率经过12分频后提供的,采用内部的定时,计数器来实现计时功能。所以,外接晶振频率的精确度直接影响电子钟计时的准确性。
  
2.单片机电子时钟利用内部定时,计数器溢出产生中断(12MHz晶振一般为50ms)再乘以相应的倍率,来实现秒、分、时的转换。大家都知道,从定时,计数器产生中断请求到响应中断,需要3_8个机器周期。定时中断子程序中的数据人栈和重装定时,计数器的初值还需要占用数个机器周期。此外。从中断人口转到中断子程序也要占用一定的机器周期。例如:

“”

从上述程序可以看出,从中断人口到定时/计数器初值的低8位装入需要占用2+2+2=6个机器周期。所以,在编程时一般会把这6个机器周期加入定时/计数器的初值中。但是,从定时,计数器溢出中断请求到执行中断需要几个机器周期(3~8个机器周期)。就很难确定准确值,正是这一原因导致了电子时钟计时的不准。
  
二、解决方法

1、采用高精度晶振方案
虽然采用高精度的晶振可以稍微提高电子钟计时的精确度,但是晶振并不是导致电子钟计时不准的主要因素,而且高精度的晶振价格较高,所以不必采用此方案。
  
2、动态同步修正方案
从程序人手,采用动态同步修正方法给定时,计数器赋初值。动态同步修正方法如下:由于定时,计数器溢出后,又会从O开始自动加数,故在给定时/计数器再次赋值前,先将定时,计数器低位(TLO)中的值和初始值相加,然后送人定时,计数器中,此时定时,计数器中的值即为动态同步修正后的准确值。具体程序如下:

“”

采用此种方法后,相信制作的电子时钟的精度已有提高了。
  
3.自动调整方案
采用同步修正方案后,电子时钟的精度虽然提高了很多,但是由于晶振频率的偏差和一些其他未知因素的影响(同一块电路板、同样的程序换了一片单片机后,走时误差不一样,不知是何原因),时间长了仍然会有积累误差。为此,可采用自动调整方案。实际上是一种容错技术。其自动调整原理为:实测出误差Is所需的时间,然后每隔这样一段时间后就对秒进行加“1”或减“1”调整。例如:电子钟每过50小时就慢1秒,其自动调整程序如下:

“”

以下是一个完整实例:

“”

“”

结语

使用此方法调整较费时间,但效果非常好。经实验,一次调整可/以将月误差控制在Is左右,如按此方法再次测出误差Is所需的天数并进行二次调整,其精度会更高。

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