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1、 基于单片机系统的基于单片机系统的 程序设计程序设计 一、程序设计步骤一、程序设计步骤 一说到程序设计，人们很往往想到的就是写代码，其实写代码只是整个程序设计过程中的一个微不足道的阶段而已。 那么一个完整的程序设计过程包括哪些步骤呢。1 、方案制定（立项）方案制定（立项） 一个项目的成败往往不是在最后一天体现，而是在第一天就被注定了，也就是说，方案的制定阶段直接关系项目的成败。因此，在这个阶段，我们要细致地做好准备工作。这些工作包括：1）制定技术开发要求2）制定实现方案3）评估整个项目开发需要的各方面 的资源4）评估并确定开发周期5）其它 在经过多方面的综合评估，确认方案可行，即可立项。 2、
2、 程序设计 程序设计阶段中包含了系统、程序、电路、机械结构等多方面的内容。由于我们现在只是单纯的讲程序，因此暂时先撇开其它；在这里程序员的主要任务是： 1）程序框架的规划2）各个模块功能的细分3）系统资源的分配4）算法的设计5）程序流程图的绘制3、代码编写 这个阶段就是我们平时所谓的“写程序”了。这个阶段要注意遵守编程规范；每个功能模块都要求用一段文字说明，要有写注释的习惯。同时还应遵循两个最高原则：1）向前兼容 许多有经验的程序员，都拥有自已的程序模块库。当他们需要设计一个新的程序时，只要直接从旧项目中抽取出成熟模块，移植到新项目中。七拼八凑的，就完成了新程序设计，大大提高了开发的速度。2）
3、相互兼容 对于一个团队来说，效率来自于分工合作。这时要奉行的最高原则就是“相互兼容”。 在团队中，统一的编程规范，团体的默契配合，才是成功的关键因素。4、程序调试 程序调试就是验证前面的工作，把程序调通。 调试阶段要做的两件重要事情：一是测试，就是要尽可能多地找出程序中的BUG；二是DEBUG，就是要解决那些BUG。5、程序维护 这个阶段是指推向市场或交付客户后，根据市场和客户的需求，进行升级维护，当然也包括进一步对隐性BUG的消除。 二、程序设计思路二、程序设计思路 对于新手来说，背熟了指令集并不代表你就会写程序了。就像我们普通人，即使认识了所有的汉字，但并不代表他就会写文章了。 如何把那一
4、条条指令汇集成程序，并顺利实现预期的要求呢，这就是我们下面将要讲到的程序设计思路。1、程序的基本结构 单片机程序都是为了实现某个特定的功能而定制的。因此每个程序的流程也不可能完全相同。但是写得多了，总还是有些规律可循的。事实上，大多数程序都可以套用这样一个基本流程结构：1）初始化程序 单片机上电复位后，从复位入口开始运行程序。这个时候应该对系统进行自检和初始化动作。系统初始化包括对I/O口、RAM（变量）、定时器、中断、显示、ADC以及其它功能模块的初始化。2）主程序循环体 初始化程序结束后，系统的工作环境已经建立起来了，这时就可以进入主程序。 主程序一般是一个循环体。在这里执行的是程序要实现
5、的具体功能，如输入检测、输出控制和人机界面等。这些语句可以直接写在主程序里，也可以写成子程序形式，由主程序进行调用。2、模块化的程序结构 在模块化的程序结构中，主程序仅仅是执行调度功能，负责轮流调用功能模块程序。主程序每循环一圈，所有的功能模块都被调用一次。 显然，采用了这种结构后，各个模块之间的相互独立性较强。我们可以像搭积木一样，很方便地增加或减少主程序调用的模块。3、模块的事件驱动机制 所谓事件驱动机制，就是给每个模块安排使能标志，通过使能标志来触发该模块代表的事件。也就是说在每次进入功能模块时，先判断条件是否满足，若满足则执行，否则则不执行。4、顺序调度机制和优先调度机制1）在主程序循
6、环中，如果各个模块没有优先级的区别则我们可以采取顺序调度机制。2）如果各个功能模块有优先级的区别，则我们需要采取优先调度机制。5、中断与前/后台的程序结构 我们把实时性要求更高的事件（比如：外部触发信号，或者通信）入在中断中（前台）响应，把实时性要求较低的任务（比如：按键扫描、显示刷新）交给主程序（后台）去调度。这样就形成了前/后台的程序结构模型。6、分时调度机制 在系统任务较多的时候，为了使实时性要求较高的任务能得到系统时间，我们可以尝试采用分时调度机制。7、多进程并行运行机制 多进程并行机制，就是把每个任务都看作是一个进程，该进程可以被分成多个阶段，每个阶段的执行时间较短。当该进程获得系统
7、的控制权后，每次只执行一个阶段，然后就将控制权交还给上级调度程序。待到下次重新获得系统控制权时，再执行一个阶段。8、基于状态机思路的程序调度机制 用状态寄存器来表示程序的工作状态。在调度程序中，根据系统当前工作状态和触发条件，综合分析，执行相应的动作，或迁移到新的状态。 这种基于状态机的程序调度机制，通常包含以下4个要素：1）现态 - 当前所处的工作状态；2）条件 - 触发动作或状态迁移的条件；3）动作 - 条件满足后执行的动作；4）次态 - 条件满足后要迁移的新状态。 以上介绍的，都是构建单片机程序框架的一些思路。通过将各种程序结构灵活应用，各种调度机制有机结合，就可以更有效的管理各个任务，
8、实现程序预期目标。 三、程序设计实例三、程序设计实例 题目：基于单片机系统的题目：基于单片机系统的简易频率计程序设计简易频率计程序设计1 、方案制定方案制定 1）制定技术开发要求 设计一基于51单片机的频率计程序，对外部接入频率信号进行测量，频率范围为0-65535HZ，采用红色数码管显示输入频率。 2）制定实现方案3）评估整个项目开发需要的各方面 的资源4）评估并确定开发周期5）其它 2、 程序设计 1）程序框架的规划 2）各个模块功能的细分 3）系统资源的分配 4）算法的设计 根据技术开发要求列出频率计的具体算法 5）程序流程图的绘制 上 电初 始 化 程 序计 数 器 计 计 数数 码 管 显 示 程 序图 1 主 程 序 流 程 图 开 始计 数 器 计 数定 时 器 开 启定 时 1S到 ?保 存 计 数 值 并 清 空 计 数 器是否返 回计 数 器 计 数 流 程 图3、代码编写4、程序调试
