单片机的代码怎么编写（单片机代码怎么读懂）



\插播一条：

自己在今年整理一套单片机单片机相关论文800余篇

论文制作思维导图

原理图+源代码+开题报告+正文+外文资料

想要的同学私信找我。

分享两种单片机编程思想

分层思想

分层的思想，并不是什么神秘的东西，事实上很多做项目标工程师自身自己也会在用。看了不少帖子都发现没有提及这个东西，然而分层构造确是很有用的东西，参透后会有一种豁然开朗的感觉。假如说我不懂LCD怎么驱动，那好办，看一下datasheet，参照一下阿他人的程序，很快就能够做出来。但是假如不懂程序设计的思想的话，会给你做项目标过程中带来很多很多的困惑。

参照了市面上林林种种的嵌入式书籍，MCS-51，AVR ，ARM 等都有看过，但是没有发现有哪本是介绍设计思想的，就算有也是凤毛麟角。写程序不难，但是程序如何才能写的好，写的快，那是须要点经历积攒的。构造化模块化的程序设计的思想，使最根本的要求。

然而这么将这个抽象的概念使用到工程实战当中恩？那须要在做项目标过程中经历磨难，将一些东西总结出来，抽象升华为理论，对经历的积攒和技术的传播都大有裨益。所以在下出来献丑一下，总结一些东西。

就我个人的经历而谈，有两个设计思想是非常重要的。

一个就是“时长片轮的设计思想”，这个对现实中中攻克多任务问题非常有用，通常能够用这个东西来判断一个人是单片机进修者，还是一个单片机工程师。这个必需掌握。（下文将介绍）。

第二个就是“分层屏蔽的设计思想”即分层思想。下面用扫描键盘程序例子作为引子，引出今天说的东西。

问题的提出

单片机进修板一般为了简略起见，将按键分配的很好，例如整个 4*4 的键盘矩阵分配到 P1 口上面，8条控制线，刚好。这样的话程序也非常好写。只须要简略的：

KEY_DAT= P1;

端口的数据就读进来了。

诚然，实际没有这么好的事情。在现实中的项目应用当中，单片机引脚的复用相当厉害，这跟那些所谓的单片机进修板就有很大的区别了。

另外一个理由，一般设计来说，是“软件配合硬件”的设计流程，简略点说就是，先确定好硬件原理图，硬件布线，最后才是软件的开发，由于硬件修改起来比较麻烦，相对来说软件修改的时候比较好改。这个就是中国传统的阴阳均衡哲学原理。硬件设计和软件设计原本就是鱼和熊掌的关系，两者不可兼得。方便了硬件设计，很可能给写软件带来很大的麻烦。

反过来说，方便了软件设计，硬件设计也会相当的麻烦。假如硬件设计和软件设计同时方便了，那独有两种可能，一是这个设计方案非常简略，二是设计师已经到达了一个非常高的境界。我们不考虑那么多情况，单纯从常用的现实中应用的角度来看问题。

硬件为了布线的方便，很多时候会可能将IO口分配到不同的端口上面，例如上面说的4*4键盘，8根线分别分配到 P0 P1 P2 P3 上面去了。那么，开发板的那些扫描键盘程序能够去见鬼了。怎么扫按键？我想起了我刚初始进修的时候，分成3段非常相似的程序，一个一个按键的扫描的经历......

或许有人不甘心，“那些东西我花了很长时长进修的，也用的好好的，怎么能说一句不用就不用？”虽然有点残忍，但是我还是想说“兄弟，承受现实吧，现实是残酷的......”

不过，人差别于低等动物的区别，是人会创造，在碰到艰难的时候会想办法攻克，于是我们初始了沉思......

最后我们引入初中数学学的“映射”的概念来攻克问题。根本思想就是，将不同端口的按键映射到相同端口上面。

按键扫描程序如何分成3个层

最底层的是硬件层，完成端口扫描，20ms延时消抖，将端口的数据映射到一个KEY_DAT寄存器上面，KEY_DAT作为对上层驱动层的一个接口。

中间的一层是驱动层，驱动层只对 KEY_DAT 寄存器的数值进行操作。简略点说，我们没论底层的硬件是怎么接线的，在驱动层都不须要关怀，只须要关怀 KEY_DAT 这个寄存器的数值是什么就能够了。这样出来的间接效果就是“屏蔽了底层硬件的差异”，所以驱动层写的程序就能够通用了。

驱动层的另外一个功能是为了上层提供音讯接口。我们用了类似window程序的音讯的概念。这里能够提供一些按键音讯，例如：按下音讯，松开音讯，长按键音讯，长按键的时候的步进音讯，等等。

应用层属于最上层的程序，这里就是依据项目标不同分别写按键功能程序。它运用的是驱动层提供的音讯接口。在应用层写程序的思想就是，我不管下层是怎么工作的，我只关怀按键音讯。有按键音讯来的时候我就执行功能，没有音讯来的时候，我就什么也不做。

下面用一个简略的常用的例子，证明我们这个设计思想的用法。

秒表调整时长的时候，要求按着某个按键不放，时长能不间断的向上增加。这个东西很实用，现实中的家电中用途很广泛。

在看下面的东西之前，大家能够想一下，这东西难吗？相信大家都会很响亮的答复，“不难！！”，然而我再问：“这东西麻烦吗？”我相信很多人肯定会说“很麻烦！！” 这不禁让我想起初始学单片机的时候写这种按键的那程序，乱七八糟的构造。假如不相信的话，能够自己用51写一下哦，那样就愈加能体会本文说的分层构造的优越性。

项目要求：

两个按键，分别分配在P10 和P20，分别是“加”“减”按键，要求长按键的时候达到不间断加和不间断减的功能。

实践：

假设按键上拉，没有按键的时候高电平，有按键的时候低电平，另外，为了突出问题，这里没有将延时消抖的程序写上去，在现实中项目中应该加上。C语言函数参数的传递多种多样，这里作为例子，用了最简略的全局变量来传递参数，当然你也能够用 unsigned charReadPort(void)返回一个读键结果，甚至还能够 void ReadPort(unsigned char*pt) 用一个指针变量传递地址而到达直接修变更量的目标。方法是多种多样的，这个决定于每个人的程序格调。

初始写硬件层程序，完成映射

#defineKYE_MIN 0X01

#defineKEY_PLUS 0X01

unsignedchar KeyDat;

voidReadPort(void)

if (P1 & KEY_PLUS == 0 )

KeyDat |= 0x01 ;

if (P2 & KEY_MIN == 0 )

KeyDat |= 0x02 ;

C语言应该很容易看懂吧？假如 KEY_PLUS 按下，P10口读到低电平，则 P1 &KEY_PLUS 的结果为 0 (xxxx xxx0 & 0000 0001)，满足if 的条件，进入KeyDat |=0x01 是将 KeyDat 的bit0 置一，也就是说，将 KEY_PLUS 映射到 KeyDat 的 bit0

KEY_MIN是同样的道理映射到 KeyDat 的 bit1，假如 KeyDat 的 bit0 为 1 ，则证明 KEY_PLUS 按下，反则亦然。

不须要想的很神秘，映射就是这么一回事。假如还有其他按键的话，用同样办法，将他们全部映射到 KeyDat 上面。

2）驱动层程序编写

假如将 KeyDat想象成 P1 口，那么这个跟进修板那规范的扫描程序不就是一样了吗？对的，这个就是底层映射的目标了。

3）应用层程序编写

依据音讯，硬件层是必需别离出来，然而驱动层和应用层的要求就不那么严格了，事实上一些简略的项目没有必要将这两层别离开来，依据现实中应用灵敏应对就能够了。

其实这样写程序是很方便移植的，依据板子的不同而适当的修改一下硬件层那个 ReadPort 函数就完成了，驱动层和应用层很多代码能够不经过修改直接用，很能提高开发效率的。当然这个按键程序会存在一定的问题，特别是遇到常闭按键和点触按键的混合运用的场合。这个留给大家自己去想了，反正问题总是能找得到攻克办法的，只管方法有好有坏。

时间片轮设计思想

先用一个小例子引出今天的主题，想象一下，一个根本的家电控制板，肯定或多或少的会包括 ：LED 或者 数码管显示，按键， 继电器或者可控硅的输出 这3局部。数码管须要 10ms到20ms的动态扫描，按键也须要20ms左右的延时消抖，有没有意识到，其实这些时长是同时在进行的。

回想一下咱们的教科书怎么教 按键 的延时消抖的？没错，死循环，绝对是原地踏步死循环，用指令来计时。这样很自然的引发一个问题，单片机在原地踏步死循环的话，那么其它的工作怎么办？如数码管的动态扫描怎么办？

唯有等按键扫描之后再进行了，这样出来的效果，数码管肯定会闪烁的，扫描时长过长了，缩短按键消抖时长也不是攻克办法，想象假如咱们还有其它很多工作也是同时做的呢？攻克办法之一，就是今天的主题，分时扫描的思想。当然不会是唯一的办法，只不过俺一直在用，觉得这个是非常不错的思想，能够攻克很多现实中问题。大胆妄言一下，分时扫描的思想也是单片机编程最核心的思想了，信不信就由你自己判断了。

核心思想的实现过程

第一、用RTC中断来计时，RTC的中断时长短一点，我习惯是125us ，为了解红外遥控的码，这个时长是须要的。RTC计时是相当准的，尽量利用。

第二、在RTC的中断效劳程序里面放3个（数量自定）记时器（说白了就是计数器），我的习惯是 2ms 5ms 500ms 这3个是作为基准时长，提供给整个系统来调用的，所以必需精确一点，现实中用示波器调一下就OK了，不难。

第三、在主程序的循环里面放一个专门处理时长的子程序。（注：单片机是不会停的，永远在不断循环的跑，这个跟学校学的貌似有点不同，俺面试的时候被问过这个问题 ….） 将所有的时长处理都放在时长处理子程序里面做，这样是非常方便的，一个单片机系统最起码须要处理 10～20个不同的时长，也须要10～20个计时器了，而且相当多要求同时不同步工作的，假如每个都单独的话是相当的麻烦。

第四、“程序是跑着来等，而不是站着来等”，这话看来有点玄，一个跟俺一起进去公司的工程师探讨的时候提到的这个问题，俺觉得这个也是分时系统的一个比较重要的思想，所以也这样叫，下面有细说。

第五、下面用程序来说话，注释尽量详细，能够不用看代码，直接看注释就能够了。

先中断服务程序部分

每 125us 中断一次，产生几个基准时间。

（1） ref_2ms寄存器不断的减1，每次中断减1，一共减 16次，所以这里经过的时长是 125us × 16 ＝ 2ms，这个就是所谓的计时/计数器 了。这样就能够靠一个系统的RTC中断，来达到我们须要的很多个定时时长。

（2）置2ms 计时完毕标志，这个是提供给时长处理程序用的，这是一个计时器的框架，下面的5ms计时完全相同。

这程序还用了一个块的框架，比较方便的，不过跟今天的主题没关，以后郁闷的时候再上来写写这个。上面的程序就是中断效劳程序里面的计时器，分别定时 2ms 5ms 500ms，计时完毕溢出是flag_time 标志来记录的，程序通过读这个标志就能够知道定时的时长是否已经到了。

下面看那个统一的时间服务子程序

上面用了按键20ms消抖的计时器作为例子，假如了解之后就能够发现，我们能够完全模仿那个计时器而在下面放很多很多的计时器，则每5ms 进来一下，每个计时器都同时在计数了，谁先计算完毕就先关掉自己，置相应的标志给其它程序调用，而对其它计时器完全没有影响！这样，我们能够在这里放很多个计时器了，一般来说，十来二十个是没有问题的，完全满足一个单片机系统对多个时长的需求了。

单个计时器的构造很简略，先判断允许计时标志是否进入计时，其次一个专用的寄存器在加1或者减1，加/减相应的数值之后也就是相应的时长到了，关掉计时器，置相应须要用到的标志。

到这里差不多了，俺们须要的时长都能够出来了，这样做是不是非常方便？咱们再来看看在这段时长里单片机在做了什么东西？独有中断计时够 5ms 或者 500ms ，那个溢出标志才有效，才能进入上面的计时程序，其它时长都是在做其它事情。而且进入上面的计时器的时候，能够看出，并不是在那里死循环，只是单纯的加减一下寄存器就退出了，整个过程耗时极其短，看代码不同吧，5us到 20us左右吧，对主程序的执行没有什么影响。

下面看看具体怎么调用

最开始谈过的按键的消抖时间处理问题，现在就用上面介绍的办法来看具体怎么解决问题。

大略是这样的：判断什么时候有健，没有的话跳出，有的话初始延时消抖的计时，第二次进来的时候直接由标志位控制过去判断时长时候够。

同样是等待，这里就是最后一点所说的，咱这是跑着来等，不是站着来等。跟死循环定时比较，在没有定时到20ms 的这段时长里面单片机在做什么？死循环的话，肯定就是在原地等，什么都不做，而看看上面的程序，他只是判断是否定时够，详细的定时在统一的时长子程序里面做，判断没有到时长的话就跳出了，继续跑其它的程序，直到当时长到了，单片机判断出flag_delay,key_flow 合乎条件，初始进入按键处理程序了，在这个期间，单片机都在做其它事情，只是一个主循环跑回来判断一次，所以单片机完全有空跑其它的程序，而没有将时长都耗在消抖上面。

主程序循环体

这个就是用到的循环体了，所有功能都做成子程序形式了，须要就挂上去就能够了，比较方便，这样一个总的循环体，单片机就是在不断的执行这个循环体，假如整个程序都采用上面说的分时扫的思想的话，一周循环回来的时长是相当短的，其实是不是跟电脑的思想有点像呢？

电脑再快也并不是同时处理多个任务，而且每次处理一个，然后非常快的速度来循环处理，让我们感觉上他是在同时处理多个程序那样，我想，我最终想表达的思想也就是这个罢了。有这个思想支撑下，单片机的程序变得比较容易上手了，剩下的只是集中精力去用程序来实现我们的思想罢了，当然，这里只是说一种可行的办法罢了，不是说独有这种办法。

编写程序是一门艺术，写出来很容易，写得精巧却很难。

END

【文章福利】：小编整理了一些个人觉得比较好的学习书籍、视频资料共享在群文件里面，有需要的可以自行添加哦！~点击绿色通讯软件搜索wujidanpianji加入（需要自取）

说了这么多，大家记得留意下方评论第一条（或者私信我）有干货~

-END-

*本文系网络转载，版权归原作者所有，如有侵权请联系删除

版权声明：

本文来自互联网用户投稿，该文观点仅代表作者本人，不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。
如若内容造成侵权、违法违规、事实不符，请将相关资料发送至xkadmin@xkablog.com进行投诉反馈，一经查实，立即处理！

转载请注明出处，原文链接：https://www.xkablog.com/bcyy/59654.html