第六章实用程序设计.PDF

第六章 实用程序设计 6 1 第六章 实用程序设计 6 1程序设计方法 程序设计就是用计算机所能接受的语言把解决问题的步骤描述出来 也就是编制计算机的程 序 AVR单片机程序设计语言有 C编译高级语言和宏汇编汇编语言 在设计应用系统时 软件的编制是重要环节 软件的质量直接影响整个系统功能的实现 本章从应用的角度出发 介绍一些实用子程序 读者既可按需要改编调用 也可以吸收其设 计方法 以便更好地设计出适合于自己系统的实用软件 6.1.1程序设计步骤 应用程序的设计因系统而异 因人而异 尽管如此 程序设计总是有共同特点及其规律的 在 编写程序时 设计人员可以采取如下几个步骤 1 分析问题 明确所要解决问题的要求 将软件分成若干个相对独立的部分 根据功 能关系和时序关系 设计出合理的软件总体结构 2 建立正确的数学模型 即根据功能要求 描述出各个输入和输出变量之间的数学关 系 并确定采用的计算公式和计算方法 3 制定程序框图 根据所选择的计算方法 制定出运算的步骤和顺序 并画出程序框 图 这不仅是程序设计的一个重要组成部分 而且是决定成败的关键部分 4 合理分配系统资源 包括程序FlashE2PROMSRAM定时器 计数器 中断 堆栈 等 确定数据格式 分配好工作单元 进一步将程序框图画成详细的操作流程 5 根据程序的流程图和指令系统 编写出程序 注意在程序的有关位置处写上功能注 释 提高程序的可读性 6 程序调试 通过编辑软件编辑出的源程序 必须用编译程序汇编后生成目标代码 如果源程序有语法错误 需修改源文件后继续编译 直到无语法错误为止 这之后利用目 标码通过仿真器进行程序调试 排除设计和编程中的错误 直到成功 (7)程序优化 使各功能程序实行模块化 子程序化 缩短程序的长度 加快运算速度和 节省数据存储空间 减少程序执行的时间 6 1 2程序设计技术 1 模块化程序设计 模块化程序设计是单片机应用中常用的一种程序设计技术 它是把有关功能完整的 较 长的程序 分解为若干个功能相对独立的 较小的程序模块 各个程序模块分别进行设计 编程 和调试 最后把各功能模块集成为所需的程序 模块化程序设计的优点是 单个功能明确的程序模块的设计和调试比较方便 容易完成 一个模块可以为多个程序所共享 也可利用现成的程序模块 2 自上而下的程序设计 自上而下的程序设计时 先从主程序开始设计 从属的程序和子程序用符号来代替 主程 序编好后 再编制各个从属程序和子程序 最后完成整个系统软件的设计 调试也按这个次序 进行 自上而下程序设计的优点是,比较习惯人们的日常思维 设计 调试和连接同时按一个线 索进行 程序错误可以较早发现 缺点是修改比较麻烦 3软件抗干扰设计 用于生产现场的单片机应用系统 易受各种干扰侵袭 直接影响到系统的可靠性 因此 应用系统的抗干扰设计是非常重要的 在实际情况中,针对不同的干扰后果 采用不同的软件对策 在实时数据采集系统中 为 广州天河双龙电子有限公司 http://WWW.SL.COM.CN 第六章 实用程序设计 6 2 了消除传感器通道中的干扰信号,可采用软件数据滤波 如算术平均法 比较舍取法 中值法 一阶递推数字滤波法等 在开关量控制系统中 为防止干扰进入系统 造成各种控制条件超差 输出失控 可采取软件冗余 程序自检等措施 为防止程序计数器失控 造成程序盲目运行或 死机 可设置软件 看门狗 来监视程序运行状态 也可在非程序区设置软件陷井,强行使程 序拉回复位状态 重新启动 6.2应用程序举例 应用程序中包括一些算术运算 代码转换 数据传送 滤波算法 串行通信 A/D转换子程序 根据需要 可以应用其中的一些子程序 6.2.1内部寄存器和位定义文件 AVR单片机内部寄存器和位定义文件 用于定义器件内部的寄存器名和寄存器的位名 在汇编程序文件中如包括了定义文件,则所有数据块中I O寄存器名和I O寄存器位名都能 使用 寄存器名用16进制地述表示 寄存器位名用0 7位表示 另外,被配置命名的XLZH 6个寄存器形成3个数据指针X Y和Z 作为内部SRAM 高端RAM地址同样被定义 注意 在指令中使用的位名是意义不同的 如 sbr/ cbr指