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徐世亮

(濟寧職業技術學院機電工程系 山東兗州272100)

摘 要：單片機是單片微型計算機的簡稱,是一種集成電路芯片.目前,單片機已經在各個行業和領域得到應用,很難找到哪一個領域沒有應用單片機.單片機在工業控制領域的應用最為廣泛,如今已步入生活領域,如：家用電器、汽車電子等.單片機的應用如此廣泛,在人類的生活和生產中發揮的作用越來越大,對于單片機的重視和研究力度也非常大,迄今為止,單片機已經經歷了三大階段,并且還在不斷得到發展和優化.本文將主要是探討單片機的應用編程的技巧分析.

關鍵詞：單片機 應用編程 技巧分析

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791(2014)01(c)-0000-00

單片機也被稱為單片微控制器,它不是完全意義上的完成某邏輯功能的芯片,而是把計算機系統集成到芯片上.它具有體積小、重量輕、論文范文便宜等優點,給人們的生產和生活帶來了很大的便利.單片機的應用系統是由軟件和硬件組成的,單片機之所以能夠發揮這么大的作用,主要是因為單片機的軟件系統中有著由多種指令構成的應用程序,工作時能夠按照這種應用程序進行工作.單片機的應用程序的編寫主要是采用匯編語言和高級語言.匯編語言雖然是一種低級語言,但是語言直觀,便于理解和記憶.單片機的應用編程常會用到匯編語言程序,一個好的匯編程序應當是執行時間較短、占用的儲存空間少.

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1.單片機的應用程序分析和設計

1..1 流程圖的設計

解決問題的算法不同,會導致編出的程序不盡相同,程序運行的時間和效率也大不一樣.解決這個問題的關鍵是要設計好的流程圖,在選擇的時候要選擇占用內存少、執行時間快的算法,算法選定后,要根據算法繪制一個流程圖,這是應用程序設計的重要內容.下面將以具體的實例來說明.

例如：我們平時所用的空調機在制冷的時候,如果排出空氣的溫度比吸入的空氣溫度低6度,那么這種情況下就被認為是空調機的正常工作,否則就會被認為是空調機存在一定的故障,影響了空調機的工作效能.因此,我們可以將XRZ設定為吸入空氣的溫度值的地址,把吸入空氣的溫度值存于這個地址內；將PCZ設定為排出空氣的溫度值的地址,把排出空氣的溫度值存于此處；設定KZ為空調狀態地址,空調機工作狀態放KZ單元.空調機工作正常時,KZ等于0,否則等于FFH.空調工作溫度控制流程圖如圖1所示：

1..2 復雜程序的設計

在復雜程序的設計過程中,循環程序和子程序都是復雜的應用程序的組成部分.在應用程序中使用循環結構和子程序,能夠有效減少程序的長度,減少程序所占用的內存空間,使得應用程序的邏輯結構得以簡化,應用程序便于調試.雖然,依此程序設計的機器周期數量并不會減少,但是確實提高了程序的編制效率.

循環結構的程序多用在機器的同一組操作需要重復執行的時候；子程序的應用主要是在某一程序需要多次使用的時候,例如：數制的轉換、函數的計算等.如果這兩種情況均不使用循環結構的程序和子程序,那就需要重復書寫同一個指令,這樣不僅會大量增加程序的工作量,還會因為書寫同一個指令而占用和浪費大量的存儲空間.

2. 應用程序的時間和空間的優化

同一個匯編程序有多種實現方法,不同的應用程序所占用的時間和空間也不盡相同.在編寫應用程序時,應當充分考慮到應用程序對時間和空間的要求.對于一般的控制系統來說,以考慮空間為主,以確保應用程序能夠安裝下；而對于一些實時控制系統,以考慮時間為主,確保應用程序的執行時間越短越好.不同的應用系統對時間和空間的要求不盡相同,所以,要求應用程序的編寫時要對應用程序的時間和空間進行優化,以滿足應用系統的要求.

(1) 時間的優化

應用編程的時間優化主要有三種方法,第一種也是最基本的方法是編寫周期較短的指令,比如：在編寫乘除運算時,可以運用移位的方法來實現；第二種是利用寄存器尋址,因為寄存器尋址的指令具有周期少的特點,在執行時可以優化應用程序的執行時間；第三種是“空間換時間”的方法,主要是應用在有很大存儲空間的單片機應用系統中,即可以充分利用閑置的存儲空間,編寫那些執行時間較短的應用程序,例如：在一個循環的程序中,可以把這個循環程序劃分成幾個單獨的應用程序執行,將一些帶參數的子程序設計成可以直接調用的子程序,這樣就可以減少對參數賦值的時間.

(2)空間的優化

應用程序優化空間的方法除了采用循環結構程序和子程序外,還可以采用存儲空間復用的方法,一般說來,一個存儲空間只作一個用途,但是在資源有限的情況下,也可以對一些存儲空間復用.此外,如果碰到應用系統對時間的要求不高時,也可以采取“時間換空間”的方法,壓縮程序大小.例如,可以把一些功能相近的程序合并為一個子程序.

(3)建立子程序庫

單片機的應用程序現在已普遍采用結構化程序設計法,如果我們能夠建立一個子程序庫,那么在具體編寫應用程序時,就可以直接利用現存的或者是稍加修改,這樣就可以大大提高編程的效率.子程序庫的建立應當具有以下幾個特點：第一,相容性(各子程序的入口和出口條件相容)；第二,功能性(子程序應當具有多種功能,避免用戶重復工作)；第三,質量問題(優化算法,提高運行速度,反饋錯誤信息)；第四,透明化(子程序運行完成后,不會破壞用戶現場).

3. 結語

單片機的應用程序的編程要考慮到多方面的因素,不僅要保證應用程序能夠正常使用,而且還能實用,占用的內存空間少,執行起來效率高,耗費時間短.因此,在應用程序的設計過程中,應當采取適當辦法來提高單片機的編程的總體執行效能.在單片機的應用編程方面的一些小技巧就可以采用,如合理設計流程圖、優化應用程序的時間和空間、建立子程序庫等,提高單片機的編程效率.

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總結

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