做單片機(jī)軟件設(shè)計(jì)時(shí)，都應(yīng)該考慮哪些事情？

xyd2018

軟件所要完成的任務(wù)已在總體設(shè)計(jì)時(shí)規(guī)定，在具體軟件設(shè)計(jì)時(shí)，要結(jié)合硬件結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步明確軟件所承擔(dān)的一個(gè)個(gè)任務(wù)細(xì)節(jié)，確定具體實(shí)施的方法，合理分配資源。

1程序設(shè)計(jì)技術(shù)

合理的軟件結(jié)構(gòu)是設(shè)計(jì)一個(gè)性能優(yōu)良的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)軟件的基礎(chǔ)。在程序設(shè)計(jì)中，應(yīng)培養(yǎng)結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)風(fēng)格，各功能程序?qū)嵭心�塊化、子程序化。一般有以下兩種設(shè)計(jì)方法。


a.模塊程序設(shè)計(jì)

模塊程序設(shè)計(jì)是單片機(jī)應(yīng)用中常用的一種程序設(shè)計(jì)技術(shù)。它是把一個(gè)較長(zhǎng)的程序分解為若干個(gè)功能相對(duì)獨(dú)立的較小的程序模塊，各個(gè)程序模塊分別設(shè)計(jì)、編程和調(diào)試，最后由各個(gè)調(diào)試好的模塊組成一個(gè)大的程序。

優(yōu)點(diǎn)是單個(gè)功能明確的程序模塊的設(shè)計(jì)和調(diào)試比較方便，容易完成，一個(gè)模塊可以為多個(gè)程序所共享。其缺點(diǎn)是各個(gè)模塊的連接有時(shí)有一定難度。


b.自頂向下的程序設(shè)計(jì)

自頂向下程序設(shè)計(jì)時(shí)，先從主程序開(kāi)始設(shè)計(jì)，從屬程序或子程序用符號(hào)來(lái)代替。主程序編好后再編制各從屬程序和子程序，最后完成整個(gè)系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)。

優(yōu)點(diǎn)是比較符合于人們的日常思維，設(shè)計(jì)、調(diào)試和連接同時(shí)按一個(gè)線索進(jìn)行，程序錯(cuò)誤可以較早的發(fā)現(xiàn)。缺點(diǎn)是上一級(jí)的程序錯(cuò)誤將對(duì)整個(gè)程序產(chǎn)生影響，一處修改可能引起對(duì)整個(gè)程序的全面修改。

2程序設(shè)計(jì)

在選擇好軟件結(jié)構(gòu)和所采用的程序設(shè)計(jì)技術(shù)后，便可著手進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，將設(shè)計(jì)任務(wù)轉(zhuǎn)化為具體的程序。


a.建立數(shù)學(xué)模型

根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)，描述出各輸入變量和各輸出變量之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，此過(guò)程即為建立數(shù)學(xué)模型。數(shù)學(xué)模型隨系統(tǒng)任務(wù)的不同而不同，其正確度是系統(tǒng)性能好壞的決定性因素之一。




b.繪制程序流程圖

通常在編寫(xiě)程序之前先繪制程序流程圖，以提高軟件設(shè)計(jì)的總體效率。程序流程圖以簡(jiǎn)明直觀的方式對(duì)任務(wù)進(jìn)行描述，并很容易由此編寫(xiě)出程序，故對(duì)初學(xué)者來(lái)說(shuō)尤為適用。

在設(shè)計(jì)過(guò)程中，先畫(huà)出簡(jiǎn)單的功能性流程圖(粗框圖)，然后對(duì)功能流程圖進(jìn)行細(xì)化和具體化，對(duì)存儲(chǔ)器、寄存器、標(biāo)志位等工作單元作具體的分配和說(shuō)明，將功能流程圖中每一個(gè)粗框的操作轉(zhuǎn)變?yōu)榫唧w的存儲(chǔ)器單元、工作寄存器或I/O口的操作，從而給出詳細(xì)的程序流程圖(細(xì)框圖)。


c.程序的編制

在完成程序流程圖設(shè)計(jì)以后，便可以編寫(xiě)程序。程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言對(duì)程序設(shè)計(jì)的影響較大。匯編語(yǔ)言是最為常用的單片機(jī)程序語(yǔ)言，用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)程序代碼精簡(jiǎn)，直接面向硬件電路進(jìn)行設(shè)計(jì)，速度快，但進(jìn)行大量數(shù)據(jù)運(yùn)算時(shí)，編寫(xiě)難度將大大增加，不易閱讀和調(diào)試。在有大量數(shù)據(jù)運(yùn)算時(shí)可采用C語(yǔ)言(如MCS-51的C51)或PL/M語(yǔ)言。

編寫(xiě)程序時(shí)，應(yīng)注意系統(tǒng)硬件資源的合理分配與使用，子程序的入/出口參數(shù)的設(shè)置與傳遞。采用合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、控制算法，以滿足系統(tǒng)要求的精度。

在存儲(chǔ)空間分配時(shí)，應(yīng)將使用頻率最高的數(shù)據(jù)緩沖器設(shè)在內(nèi)部RAM;標(biāo)志應(yīng)設(shè)置在片內(nèi)RAM位操作區(qū)(20H～2FH)中；指定用戶堆棧區(qū)，棧區(qū)的大小應(yīng)留有余量;余下部分作為數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。

在編寫(xiě)程序過(guò)程中，根據(jù)流程圖逐條用符號(hào)指令來(lái)描述，即得匯編語(yǔ)言源程序。應(yīng)按MCS-51匯編語(yǔ)言的標(biāo)準(zhǔn)符號(hào)和格式書(shū)寫(xiě)，在完成系統(tǒng)功能的同時(shí)應(yīng)注意保證設(shè)計(jì)的可靠性，如數(shù)字濾波、軟件陷阱、保護(hù)等。必要時(shí)可作若干功能性注釋，提高程序的可讀性。

3程序設(shè)計(jì)

各程序模塊編輯之后，需進(jìn)行匯編或編譯、調(diào)試，當(dāng)滿足設(shè)計(jì)要求后，將各程序模塊按照軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求連接起來(lái)，即為軟件裝配，從而完成軟件設(shè)計(jì)。在軟件裝配時(shí)，應(yīng)注意軟件接口。

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