怎樣分析單片機程序

設(shè)計時，在內(nèi)存開辟一個現(xiàn)態(tài)單元記憶當(dāng)前的狀態(tài)。當(dāng)有鍵按下時，監(jiān)控主程序根據(jù)當(dāng)前按鍵的編碼和現(xiàn)態(tài)這兩個關(guān)鍵字去查閱狀態(tài)表，從而確定系統(tǒng)該執(zhí)行哪一個處理子程序及系統(tǒng)的下一個狀態(tài)是什么，立即修改現(xiàn)態(tài)單元的內(nèi)容，以便有新的按鍵時系統(tǒng)能做出正確的響應(yīng)。在每個狀態(tài)下并非所有的按鍵都有定義，即有空鍵。

當(dāng)某個中斷發(fā)生時，中斷服務(wù)程序設(shè)置相應(yīng)的標(biāo)志，而主程序不斷地判斷這些標(biāo)志，以決定啟動哪一個處理程序。相應(yīng)的處理程序處理完相關(guān)的任務(wù)后，清除此標(biāo)志，然后把控制權(quán)交還給主程序。對于延時或定時處理，可用一個定時器來完成。

４．２．２ 基于時間片的單片機程序

在單片機實時控制系統(tǒng)中引入了現(xiàn)代操作系統(tǒng)的多任務(wù)思想，采用時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法對傳統(tǒng)單片機編程思想進行了改進，并應(yīng)用在分布式系統(tǒng)中，結(jié)構(gòu)清晰、調(diào)度靈活，適用于定時要求復(fù)雜、實時性要求強的系統(tǒng)。

4．３ 閱讀程序并畫出程序流程圖

程序流程圖（簡稱框圖）是用來描述程序處理過程的工具，推理過程清晰、直觀、邏輯性強，可用于刻畫程序的控制流邏輯，為程序測試和理解提供了一種重要的輔助手段。

只有分析者對程序進行多次掃描，畫出每個模塊的詳細(xì)流程圖，才能明確各個模塊的任務(wù)和相互聯(lián)系及資源分配和整個程序的設(shè)計思路，各程序模塊的入口、出口和對ＣＰＵ內(nèi)部寄存器的占用情況。還有ＣＰＵ對啟動Ａ/Ｄ轉(zhuǎn)換要發(fā)什么控制信號；端口地址是什么；ＣＰＵ用什么方法得知Ａ/Ｄ轉(zhuǎn)換結(jié)束，以便輸入轉(zhuǎn)換結(jié)果；采樣周期多長等。這是分析和設(shè)計程序最重要的一步，也是邏輯分析和優(yōu)化的基礎(chǔ)。單片機常用功能模塊有：定時、數(shù)據(jù)采集、數(shù)字采集、數(shù)字濾波、標(biāo)度變換、控制算法、顯示、報警、打印等。

４．４ 算法分析

算法是為解決某一特定問題而采取的確定的有限的步驟，是求解某一問題所使用的一組定義明確的規(guī)則，在實際應(yīng)用中又稱為方法、方式、體制等。對有些較復(fù)雜的算法，最好用畫流程圖的方式來分析，這樣思路清晰，簡潔直觀。

單片機控制系統(tǒng)程序設(shè)計中的重要內(nèi)容，是根據(jù)被控制對象的特性，合理選擇算法，以達(dá)到所要求的控制精度和指標(biāo)。例如數(shù)據(jù)采集時進行數(shù)字濾波處理，常用的數(shù)字濾波方式有：程序判斷濾波、中位置濾波、算術(shù)平均濾波、遞推平均濾波法、防脈沖干擾平均值濾波、一階滯后濾波等。因此，在閱讀程序前，必須對該問題的解決方法有一定的了解，才能確定具體使用了哪一種算法。

４．５ 資源分配

確定資源分配，包括ＲＯＭ、定時器/計時器、ＲＡＭ、中斷源等。其中最關(guān)鍵的是片內(nèi)ＲＡＭ的分配，如００Ｈ～２ＦＨ工作寄存器，常用作指針、計數(shù)器、循環(huán)變量等；２０Ｈ～２ＦＨ具有位尋址功能，用來存放各種標(biāo)志位、邏輯變量、狀態(tài)變量。對ＲＡＭ應(yīng)列出一張ＲＡＭ資源詳細(xì)分配表，以備閱讀查用。在數(shù)據(jù)存儲器中，安排好采樣數(shù)據(jù)區(qū)、處理結(jié)果數(shù)據(jù)區(qū)、顯示和打印數(shù)據(jù)區(qū)、標(biāo)志區(qū)等。該分配表可手動畫出，而用Ｅｘｃｅｌ表則更方便。

４．6 標(biāo)志位

單片機有豐富的位操作指令和位存儲資源。一類是為Ｉ/Ｏ操作服務(wù)的，如監(jiān)測到的各種邏輯信息可存入位資源中，隨時供程序使用。另一類是為程序本身服務(wù)，表明系統(tǒng)的各種狀態(tài)特點，傳遞各模塊之間的控制信息，控制程序流向等，這一部分稱為軟件標(biāo)志。閱讀程序時，對每個位資源必須進行詳細(xì)記錄，繪出軟件標(biāo)志的使用說明書。需要說明的項目有：名稱和位地址：該軟件標(biāo)志在程序中的代號和存放的位單元。意義：說明邏輯１和邏輯０代表的狀態(tài)或功能。對全局定義的軟件標(biāo)志，它有唯一的定義，對于局部定義的軟件標(biāo)志，必須注明其有效范圍。生命周期：分析每個軟件標(biāo)志初始化的狀態(tài)，程序運行時發(fā)生變化的條件和時刻，并進行記錄。用戶：對軟件標(biāo)志進行讀操作的狀態(tài)或模塊稱為該軟件標(biāo)志的用戶。軟件標(biāo)志的使用有兩種，一種是非破壞性的，只讀不寫；另一種是破壞性使用，這種軟件標(biāo)志多為某種申請標(biāo)志，響應(yīng)后立即清除，可避免重復(fù)響應(yīng)。同一標(biāo)志位在不同的狀態(tài)下可有不同的含義。多位標(biāo)志表示多個狀態(tài)，這樣節(jié)省標(biāo)志位。

４．7 抗干擾處理

由于單片機工作環(huán)境比較惡劣和復(fù)雜，往往會影響系統(tǒng)的可*性、安全性。這些干擾有供電系統(tǒng)干擾、過程通道干擾、空間干擾等，會導(dǎo)致數(shù)據(jù)采集誤差加大、控制狀態(tài)失靈、數(shù)據(jù)受干擾發(fā)生改變、程序運行失常。

為保證單片機控制系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行，必須對各種干擾進行處理，包括必要的硬件電路，如硬件看門狗技術(shù)；軟件抗干擾技術(shù)，如輸入通道抗干擾技術(shù)、數(shù)字濾波、ＲＡＭ數(shù)據(jù)冗余技術(shù)、軟件陷阱等。軟件和硬件抗干擾技術(shù)結(jié)合，這樣才能達(dá)到最佳效果。

５ 結(jié)語

程序設(shè)計是創(chuàng)造性的工作，而程序分析往往是為創(chuàng)造性的工作做準(zhǔn)備。閱讀程序是從已有的程序開始，分析其硬件、軟件功能，對其消化、吸收，才能對程序進行修改、維護、優(yōu)化程序，從而擴大系統(tǒng)的適應(yīng)范圍，提高技術(shù)指標(biāo)和性能參數(shù)。