怎樣分析單片機(jī)程序

設(shè)計(jì)單片機(jī)程序不是從零開(kāi)始，而是先對(duì)已有的相關(guān)程序進(jìn)行閱讀分析。分析程序是設(shè)計(jì)、修改、優(yōu)化、維護(hù)的重要步驟。因此，掌握單片機(jī)程序的分析方法是非常必要的。

１ 詳細(xì)閱讀設(shè)備使用說(shuō)明書

可投產(chǎn)（使用）的單片機(jī)系統(tǒng)都附有使用說(shuō)明書（手冊(cè)），它介紹了該產(chǎn)品的（工作原理）技術(shù)指標(biāo)、使用步驟、操作方法和注意事項(xiàng)，同時(shí)還有系統(tǒng)的有關(guān)狀態(tài)、顯示、報(bào)警等信息。這為閱讀程序、劃分模塊分析功能提供了極大的幫助。若有該系統(tǒng)，應(yīng)對(duì)其反復(fù)操作，熟悉使用步驟和操作方法。操作時(shí)應(yīng)全面詳細(xì)，確保程序和外圍電路的每一部分都執(zhí)行過(guò)。

２ 了解單片機(jī)芯片型號(hào)及功能

目前，具有代表性的單片計(jì)算機(jī)有：８位單片機(jī)，即５１系列；１６位單片機(jī)，即９６系列；３２位嵌入式微處理器，即Ｘ８６結(jié)構(gòu)的ｉ３８６ＥＸ系列；超低功耗ｉ４８６系列和ＲＩＳＣ結(jié)構(gòu)的ｉ９６０系列等。由于ＭＣＳ—５１系列單片機(jī)具有集成度高，處理功能強(qiáng)，可*性好，價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，它在智能儀器儀表、控制工程、測(cè)試技術(shù)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。繁多的單片機(jī)品種，使閱讀者必須首先知道該電路中具體使用了哪一種單片機(jī)芯片，弄清其引腳功能、存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)等。

３ 分析掌握外圍電路各部分的作用

在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，硬件是基礎(chǔ)，軟件的功能是對(duì)硬件進(jìn)行合理調(diào)配和使用。在控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)中，軟件和硬件設(shè)計(jì)基本上是同步進(jìn)行的。

３．１ 單片機(jī)常用的外圍電路

單片機(jī)常用的外圍電路包括程序擴(kuò)展電路、內(nèi)存擴(kuò)展電路、并行口擴(kuò)展電路、Ｗａｔｃｈｄｏｇ電路、串行通訊電平轉(zhuǎn)換電路、ＬＥＤ（ＬＣＤ）數(shù)碼顯示電路、鍵盤電路、Ａ/Ｄ轉(zhuǎn)換電路、Ｄ/Ａ轉(zhuǎn)化電路、指示燈電路等，同時(shí)還必須明確該電路的實(shí)現(xiàn)方式。單片機(jī)外圍電路簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖１。

３．２ 其他電路及連線

為了阻抗匹配，增設(shè)驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)大電流電路時(shí)采用的光電隔離電路，ＣＭＯＳ電路多余輸入端的處理（接正電源或接地），地線系統(tǒng)（系統(tǒng)地，機(jī)殼地或屏蔽地，數(shù)字地，模擬地）的安排，信號(hào)線包括讀、寫信號(hào)線、片選信號(hào)線、時(shí)鐘信號(hào)線、讀選通信號(hào)（ＰＳＥＮ）、地址鎖存信號(hào)（ＡＬＥ）、復(fù)位信號(hào)等的連接及Ｉ/Ｏ地址的分配，掌握這些對(duì)程序的閱讀至關(guān)重要。

４ 閱讀分析程序

４．１ 單片機(jī)程序所用語(yǔ)言

由于匯編語(yǔ)言精煉高效，小型的單片機(jī)程序常采用匯編語(yǔ)言。而Ｃ語(yǔ)言既有高級(jí)語(yǔ)言的各種特點(diǎn)，又可對(duì)硬件進(jìn)行操作，進(jìn)行結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)。對(duì)ＭＣＳ—５１單片機(jī)，目前采用比較多的有ＡＳＭ５１，Ｃ５１等。此外，還有匯編語(yǔ)言與ＢＡＳＩＣ語(yǔ)言混編的單片機(jī)程序。

４．２ 單片機(jī)程序的基本結(jié)構(gòu)與組成

在整個(gè)單片機(jī)程序中初始化、自檢部分安排在單片機(jī)程序的開(kāi)始，隨后便是主（監(jiān)控）程序，各模塊和子程序，此外還有字形表及數(shù)據(jù)表等。

４．２．１ 傳統(tǒng)的程序結(jié)構(gòu)

單片機(jī)程序一般采用模塊化設(shè)計(jì)。其中心思想是將一個(gè)功能較多、程序量較大的程序整體按其功能劃分成若干個(gè)相對(duì)獨(dú)立的程序段。通常把控制單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)工作的整個(gè)程序稱為監(jiān)控程序。監(jiān)控程序按模塊分為監(jiān)控主程序和命令處理子程序。命令處理子程序完成各種命令所規(guī)定的具體操作，它按各種命令再分為不同的子程序模塊。它的編程方法與功能要求與系統(tǒng)硬件密切相關(guān)，沒(méi)有通用的方法。而監(jiān)控主程序是接受和分析來(lái)自鍵盤的命令，進(jìn)而把控制轉(zhuǎn)到相應(yīng)的處理子程序的入口，起引導(dǎo)作用。

在一鍵多義的情況下，監(jiān)控主程序要確定控制的轉(zhuǎn)向，除了要知道當(dāng)前按鍵外，還得明確系統(tǒng)目前的“狀況”，即“狀態(tài)”?？捎脿顟B(tài)表法設(shè)計(jì)監(jiān)控主程序，其核心是設(shè)計(jì)一張狀態(tài)表，規(guī)定應(yīng)用系統(tǒng)在某一狀態(tài)下各按鍵的含義，包括應(yīng)執(zhí)行哪一個(gè)命令處理子程序和完成狀態(tài)的正確變遷。狀態(tài)表的格式見(jiàn)表１。