单片机程序设计中的常用结构问题

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摘 要:单片机的应用中,程序编制是十分重要的技术环节,在不断的探索与发展中模块化的编程模式已经成为单片机程序编制的重要方式,而在模块化程序编制中,应考虑多种程序结构对于程序执行的影响,所以下面就对单片机的程序结构进行分析.

关 键 词:单片机程序编制模块执行结构设置

中图分类号:TP368文献标识码:A文章编号:1007-9416(2014)05-0094-01

目前单片机的应用十分广泛,在众多行业中都担负起系统控制的任务,而单片机的功能实现则多数依靠应用程序的控制,所以针对单片机的程序编制问题就成为单片机应用的基础性问题,如何选择合适的编写结构以及方法等成为了研究的重点内容.


1单片机程序结构设计的特征

单片机的程序编制应当从程序开发的语言入手,并针对不同的功能选择不同的程序结构,这样才能为程序编制打下良好的基础,因此在实际的操作中如何选择程序的结构模式就成为了编程的要务.随着计算机技术的成熟以及单片机的技术发展,结构化的程序设计方式被提出并应用.其主要是将程序编写纳入到模块模式下,利用结构标准化、模块化等来实现对程序的编制,利用模块化结构来简化编程的复杂程度.此类设计中是的是可重复利用性,可移植的标准性.简化程序的编制过程提高模块的利用率.从而降低出错的概率,提高单片机的应用效果.可以按照不同的单片机功能选择不同的模块,将各个模块的功能突出应用到系统中,并在特定的工作环境中解决特殊的问题.总是对软件结构的合理配置,理顺模块之间的关系,从而从宏观上完成对编程流程和结构的控制.从而实现对复杂问题的简化,提高单片机的编程效率,并提高对复杂问题的解决能力.

2单片机的开发语言选择

在单片机的程序编制中C语言因为在应用上的优势而被广泛采用,方便的应用库函数容易实现复杂数据的结构.但是C语言不能在时序控制上获得优势,速度型算法上不易达到单片机的要求.但是随着C语言被纳入到编程范围后,其汇编混合编程的模式已经可以帮助弥补其语言上的缺点.随着单片机的调试技术的发展,单片机已经适应了C语言程序控制,从而为高级语言进入到编程中带来了可能.

3单片机编程的常用程序结构

为了方便进行单片机的程序编制,通常可以将其程序划分为多种结构以此适应不同的功能需求.具体结构如下.

3.1基本程序结构

其结构包括了初始化程序和工作程序两个部分,初始化程序负责在单片机上电后的复位,首先执行初始化程序,程序只要在工作前执行一次即可.初始化程序运行对个各种端口和变量、定时器、ADC等进行全面的检测和初始化.如果需要可以建立不同的初始化分支,对不同的终端进行检测和初始化,根据不同的条件来选择不同的初始化方式,比如冷启动和热启动的选择.主程序则是一个循环程序,这所执行的是单片机的工作内容,实现具体的功能,如检测、控制、通讯、人机交互等等.各个功能都是有子程序进行控制,主程序是控制调用这些程序的指挥者,以此方便模块化的程序编制和应用.

3.2模块结构

在单机片程序中主程序负责的是模块调度工作,将实现功能的各个子程序进行合理调度,此时被调度的程序就是模块.这样的模块中所附加的是一定的功能性,采用模块化的程序结构可以方便程序多种功能的集成,即在不增加主程序难度的同时添加或者减少模块可以实现系统功能的改变,以此实现程序的优化,方便维护与降低出错率.

3.3模块控制机制

调度主程序时不是所有的模块都被应用,所以模块在一段时间内应被控制,不是所有的循环中都需要所有模块参与.或者某些模块的执行不是经常性的而是在满足某些条件后才被执行.为了解决这个问题,可以给模块设定一个标志,模块在执行前应判断自身的标志位,只有标志位是可用的状态下才能执行相关的操作.如果标志位不可用则应进行返回程序,不执行对应的模块功能.

3.4优先调用机制

主程序在调用模块的时候应有先后之别,因为模块运行的优先级将限制其应用,如果没有优先限制某些重要模块不能相应或者不及时.因此在调用中主程序应可以对模块的优先级进行分析与选择,按照不同的处理事件来区分模块的优先级.对模块功能的标志进行检测,对优先级较高的模块进行调用,然后查询后续功能模块并异常类推.如果出现不可用的情况则进行新一轮的检测并从优先级较高的模块开始.

3.5前后台结构

前后台的结构是一种中断机制的引入,即按照实时性事件与突发事件进行差异化对待,实时性较高的事件被前置,让其在中断中响应,将实时性较低的事件和任务纳入到主要程序中,如显示刷新、扫描等等.形成一个以中断为界限的前后台执行程序结构.前后台的程序应按照大多数任务需求进行功能调度.在使用中应注意前后台任务结构的时候,尽可能减少中断服务程序的执行时间.可以在中断服务程序中设置一些标志,然后由后台程序检测标志来进行进一步处理.这样可以很大程度上避免前台程序和后台程序互相抢夺处理器资源,造成某些低优先级任务阻塞.目前随着单片机的发展,有些单片机的中断资源大为丰富,已经可以将所有的任务都可以通过中断来实现,这样我们就可以让中断承担全部工作,废除后台程序,除了只保留必要的初始化程序外就进人低功耗模式等待中断来处理其他任务.

4结语

上述对单片机的程序编制结构进行了分析,从基础的结构类型出发分析了多种模式框架下,单片机程序执行的差异.同时说明多种结构不是独立存在的,而应在具体问题的解决中进行选择,选择合理而准确的程序结构,有利于单片机功能的实现,也可提高调度机制的合理性,从而有效的指挥单片机完成各种功能.

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