在單片機應用開發中，代碼的使用效率問題、單片機抗干擾性和可靠性等問題仍困擾著工程師。為幫助工程師解決單片機設計上的難題，某知名網站特邀 Holtek香港分公司工程部處長鄧宏杰先生擔任《單片機應用編程技巧》專題討論的嘉賓，與廣大設計工程師交流單片機設計開發經驗。現根據論壇中的討論歸 納出單片機開發中應掌握的幾個基本技巧。
一、 如何提高C語言編程代碼的效率
鄧宏杰指出，用C語言進行單片機程序設計是單片機開發與應用的必然趨勢。他強調：“如果使用C編程時，要達到最高的效率，最好熟悉所使用的C編譯器。 先試驗一下每條C語言編譯以后對應的匯編語言的語句行數，這樣就可以很明確的知道效率。在今后編程的時候，使用編譯效率最高的語句。”
他指出，各家的C編譯器都會有一定的差異，故編譯效率也會有所不同，優秀的嵌入式系統C編譯器代碼長度和執行時間僅比以匯編語言編寫的同樣功能程度長 5-20％。他說：“對于復雜而開發時間緊的項目時，可以采用C語言，但前提是要求你對該MCU系統的C語言和C編譯器非常熟悉，特別要注意該C編譯系統 所能支持的數據類型和算法。雖然C語言是最普遍的一種高級語言，但由于不同的MCU廠家其C語言編譯系統是有所差別的，特別是在一些特殊功能模塊的操作 上。所以如果對這些特性不了解，那么調試起來問題就會很多，反而導致執行效率低于匯編語言。”
二、 如何減少程序中的bug？
對于如何減少程序的bug，鄧宏杰給出了一些建議，他指出系統運行中應考慮的超范圍管理參數有：
1．物理參數。這些參數主要是系統的輸入參數，它包括激勵參數、采集處理中的運行參數和處理結束的結果參數。合理設定這些邊界，將超出邊界的參數都視為非正常激勵或非正常回應進行出錯處理。
2．資源參數。這些參數主要是系統中的電路、器件、功能單元的資源，如記憶體容量、存儲單元長度、堆疊深度。在程式設計中，對資源參數不允許超范圍使用。
3．應用參數。這些應用參數常表現為一些單片機、功能單元的應用條件。如E2PROM的擦寫次數與資料存儲時間等應用參數界限。
4．過程參數。指系統運行中的有序變化的參數。
三、如何解決單片機的抗干擾性問題
鄧宏杰指出：防止干擾最有效的方法是去除干擾源、隔斷干擾路徑，但往往很難做到，所以只能看單片機抗干擾能力夠不夠強了。單片機干擾最常見的現象就是 復位；至于程序跑飛，其實也可以用軟件陷阱和看門狗將程序拉回到復位狀態；所以單片機軟件抗干擾最重要的是處理好復位狀態。一般單片機都會有一些標志寄存 器，可以用來判斷復位原因；另外你也可以自己在RAM中埋一些標志。在每次程序復位時，通過判斷這些標志，可以判斷出不同的復位原因；還可以根據不同的標 志直接跳到相應的程序。這樣可以使程序運行有連續性，用戶在使用時也不會察覺到程序被重新復位過。
四、 如何測試單片機系統的可靠性
有讀者希望了解用用什么方法來測試單片機系統的可靠性，鄧宏杰指出：“當一個單片機系統設計完成，對于不同的單片機系統產品會有不同的測試項目和方法，但是有一些是必須測試的：
1．測試單片機軟件功能的完善性。這是針對所有單片機系統功能的測試，測試軟件是否寫的正確完整。
2．上電、掉電測試。在使用中用戶必然會遇到上電和掉電的情況，可以進行多次開關電源，測試單片機系統的可靠性。
3．老化測試。測試長時間工作情況下，單片機系統的可靠性。必要的話可以放置在高溫，高壓以及強電磁干擾的環境下測試。
4、ESD和EFT等測試。可以使用各種干擾模擬器來測試單片機系統的可靠性。例如使用靜電模擬器測試單片機系統的抗靜電ESD能力；使用突波雜訊模擬器進行快速脈沖抗干擾EFT測試等等。
鄧宏杰強調：“還可以模擬人為使用中，可能發生的破壞情況。例如用人體或者衣服織物故意摩擦單片機系統的接觸端口，由此測試抗靜電的能力。用大功率電鉆靠近單片機系統工作，由此測試抗電磁干擾能力等。
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發表于 2013-1-29 15:16:56
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