如何构建单片机程序框架.pdf

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1、如何构建单片机程序框架任何对时间要求苛刻的需求都是我们的敌人，在必要的时候我们只有增加硬件成本来消灭它；比如你要8个数码管来显示，我们在没有相关的硬件支持的时候必须用MCU以动态扫描的方式来使其工作良好；而动态扫描将或多或少的阻止了MCU处理其他的事情。在MCU负担很重的场合，我会选择选用一个类似max8279外围ic来解决这个困扰；然而庆幸的是，有着许多不是对时间要求苛刻的事情：例如键盘的扫描，人们敲击键盘的速率是有限的，我们无需实时扫描着键盘，甚至可以每隔几十ms才去扫描一下；然而这个几十ms的间隔，我们的MCU还可以完成许多的事情；单片机虽然是裸机奔跑，但是往往现

2、实的需要决定了我们必须跑出操作系统的姿态——多任务程序；比如一个常用的情况有4个任务：1键盘扫描；2led数码管显示；3串口数据需要接受和处理;4串口需要发送数据；我们可以借助实验板来实践这些如何来构架这个单片机的程序将是我们的重点；读书时代的我会把键盘扫描用查询的方式放在主循环中，而串口接收数据用中断，在中断服务函数中组成相应的帧格式后置位相应的标志位，在主函数的循环中进行数据的处理，串口发送数据以及led的显示也放在主循环中；这样整个程序就以标志变量的通信方式，相互配合的在主循环和后台中断中执行；然而必须指出其不妥之处：每个任务的时间片可能过长，这将导致程序的实时性

3、能差。如果以这样的方式在多加几个任务，使得一个循环的时间过长，可能键盘扫描将很不灵敏。所以若要建立一个良好的通用编程模型，我们必须想办法，消去每个任务中费时间的部分以及把每个任务再次分解；下面来细谈每个任务的具体措施：1键盘扫描键盘扫描是单片机的常用函数，以下指出常用的键盘扫描程序中，严重阻碍系统实时性能的地方；众所周知，一个键按下之后的波形是这样的（假定低有效）：在有键按下后，数据线上的信号出现一段时间的抖动，然后为低，然后当按键释放时，信号抖动一段时间后变高。当然，在数据线为低或者为高的过程中，都有可能出现一些很窄的干扰信号。unsignedcharkbscan(v

4、oid){unsignedcharsccode,recode;P2=0xf8;if((P2&0xf8)!=0xf8){delay(100);//延时20ms去抖--------这里太费时了，很糟糕if((P2&0xf8)!=0xf8){sccode=0xfe;while((sccode&0x08)!=0){P2=sccode;if((P2&0xf8)!=0xf8)break;sccode=(sccode<<1)

5、0x01;}recode=(P2&0xf8)

6、0x0f;return(sccode&recode);}}return(KEY_NONE);}键盘扫描是需要软件去

7、抖的，这没有争议，然而该函数中用软件延时来去抖（ms级别的延时），这是一个维持系统实时性能的一个大忌讳；一般还有一个判断按键释放的代码：While(kbscan()!=KEY_NONE);//死循环等待这样很糟糕，如果把键盘按下一直不放，这将导致整个系统其它的任务也不能执行，这将是个很严重的bug。有人会这样进行处理：While(kbsan()!=KEY_NONE){Delay(10);If(Num++>10)Break;}即在一定得时间内，如果键盘一直按下，将作为有效键处理。这样虽然不导致整个系统其它任务不能运行，但也很大程度上，削弱了系统的实时性能，因为他用了延时函

8、数；我们用两种有效的方法来解决此问题：1在按键功能比较简单的情况下，我们仍然用上面的kbscan()函数进行扫描，只是把其中去抖用的软件延时去了，把去抖以及判断按键的释放用一个函数来处理，它不用软件延时，而是用定时器的计时（用一般的计时也行）来完成；代码如下voidClearKeyFlag(void){KeyDebounceFlg=0;KeyReleaseFlg=0;}voidScanKey(void){++KeyDebounceCnt;//去抖计时（这个计时也可以放在后台定时器计时函数中处理）KeyCode=kbscan();if(KeyCode!=KEY_NONE)

9、{if(KeyDebounceFlg)//进入去抖状态的标志位{if(KeyDebounceCnt>DEBOUNCE_TIME)//大于了去抖规定的时间{if(KeyCode==KeyOldCode)//按键依然存在，则返回键值{KeyDebounceFlg=0;KeyReleaseFlg=1;//释放标志return;//Hereexitwithkeycode}ClearKeyFlag();//KeyCode!=KeyOldCode，只是抖动而已}}else{if(KeyReleaseFlg==0){KeyOldCode=KeyCode