如何快速掌握一款新的MCU

* 通訊接口：MCU所提供的通訊接口一般包括SPI接口，UART，I2C接口等，其分別描述如下：

** SPI接口：此類接口是絕大多數MCU都提供的一種最基本通訊方式，其數據傳輸采用同步時鐘來控制，信號包括：SDI(串行數據輸入)、SDO(串行數據輸出)、SCLK(串行時鐘)及Ready信號;有些情況下則可能沒有Ready信號;此類接口可以工作在Master方式或Slave方式下，通俗說法就是看誰提供時鐘信號，提供時鐘的一方為Master，相反的一方則為Slaver;

** UART(Universal Asynchronous Receive Transmit)：屬于最基本的一種異步傳輸接口，其信號線只有Rx和Tx兩條，基本的數據格式為：Start Bit + Data Bit(7-bits/8-bits) + Parity Bit(Even, Odd or None) + Stop Bit(1~2Bit)。一位數據所占的時間稱為Baud Rate(波特率)。對于大多數的MCU來講，數據為的長度、數據校驗方式(奇校驗、偶校驗或無校驗)、停止位(Stop Bit)的長度及Baud Rate是可以通過程序編程進行靈活設定。此類接口最常用的方式就是與PC機的串口進行數據通訊。

** I2C接口：I2C是由Philips開發(fā)的一種數據傳輸協議，同樣采用2根信號來實現：SDAT(串行數據輸入輸出)和SCLK(串行時鐘)。其最大的好處是可以在此總線上掛接多個設備，通過地址來進行識別和訪問;I2C總線的一個最大的好處就是非常方便用軟件通過IO口來實現，其傳輸的數據速率完全由SCLK來控制，可快可慢，不像UART接口，有嚴格的速率要求。

* Watchdog(看門狗定時器)：Watchdog也是絕大多數MCU的一種基本配置(一些4位MCU可能沒有此功能)，大多數的MCU的Watchdog只能允許程序對其進行復位而不能對其關閉(有的是在程序燒入時來設定的，如Microchip PIC系列MCU)，而有的MCU則是通過特定的方式來決定其是否打開，如Samsung的KS57系列，只要程序訪問了Watchdog寄存器，就自動開啟且不能再被關閉。一般而言watchdog的復位時間是可以程序來設定的。Watchdog的最基本的應用是為MCU因為意外的故障而導致死機提供了一種自我恢復的能力。

MCU程序的編寫：

MCU的程序的編寫與PC下的程序的編寫存在很大的區(qū)別，雖然現在基于C的MCU開發(fā)工具越來越流行，但對于一個高效的程序代碼和喜歡使用匯編的設計者來講，匯編語言仍然是最簡潔、最有效的編程語言。對于MCU的程序編寫，其基本的框架可以說是大體一致的，一般分為初始化部分(這是MCU程序設計與PC最大的不同)，主程序循環(huán)體和中斷處理程序三大部分(見圖1 a 和 b)，其分別說明如下：

* 初始化：對于所有的MCU程序的設計來講，出世化是最基本也是最重要的一步，一般包括如下內容：

** 屏蔽所有中斷并初始化堆棧指針：初始化部分一般不希望有任何中斷發(fā)生;

** 清除系統的RAM區(qū)域和顯示Memory：雖然有時可能沒有完全的必要，但從可靠性及一致性的角度出發(fā)，特別是對于防止意外的錯誤，還是建議養(yǎng)成良好的編程習慣;

** IO口的初始化：根據項目的應用的要求，設定相關IO口的輸入輸出方式，對與輸入口，需要設定其上拉或下拉電阻;對于輸出口，則必須設定其出世的電平輸出，以防出現不必要的錯誤;

** 中斷的設置：對于所有項目需要用到的中斷源，應該給予開啟并設定中斷的觸發(fā)條件，而對于不使用的多余的中斷，則必須給予關閉;

** 其他功能模塊的初始化：對于所有需要用到的MCU的外圍功能模塊，必須按項目的應用的要求進行相應的設置，如UART的通訊，需要設定Baud Rate，數據長度，校驗方式和Stop Bit的長度等，而對于Programmer Timer，則必須設置其時鐘源，分頻數及Reload Data等;

** 參數的出世化：完成了MCU的硬件和資源的出世化后，接下來就是對程序中使用到的一些變量和數據的初始化設置，這一部分的初始化需要根據具體的項目及程序的總體安排來設計。對于一些用EEPROM來保存項目預制數的應用來講，建議在初始化時將相關的數據拷貝到MCU的RAM，以提高程序對數據的訪問速度，同時降低系統的功耗(原則上，訪問外部EEPROM都會增加電源的功耗)。

* 主程序循環(huán)體：大多數MCU是屬于長時間不間斷運行的，因此其主程序體基本上都是以循環(huán)的方式來設計，對于存在多種工作模式的應用來講，則可能存在多個循環(huán)體，相互之間通過狀態(tài)標志來進行轉換。對于主程序體，一般情況下主要安排如下的模塊：

** 計算程序：計算程序一般比較耗時，因此堅決反對放在任何中斷中處理，特別是乘除法運算;

** 實時性要求不高或沒有實時性要求的處理程序;

** 顯示傳輸程序：主要針對存在外部LED、LCD Driver的應用;

* 中斷處理程序：中斷程序主要用于處理實時性要求較高的任務和事件，如，外部突發(fā)性信號的檢測，按鍵的檢測和處理，定時計數，LED顯示掃描等。一般情況下，中斷程序應盡可能保證代碼的簡潔和短小，對于不需要實時去處理的功能，可以在中斷中設置觸發(fā)的標志，然后由主程序來執(zhí)行具體的事務――這一點非常重要，特別是對于低功耗、低速的MCU來講，必須保證所有中斷的及時響應。

* 對于不同任務體的安排，不同的MCU其處理的方法也有所不同。例如，對于低速、低功耗的MCU(Fosc=32768Hz)應用，考慮到此類項目均為手持式設備和采用普通的LCD顯示，對按鍵的反應和顯示的反應要求實時性較高，應此一般采用定時中斷的方式來處理按鍵的動作和數據的顯示;而對于高速的MCU，如Fosc>1MHz的應用，由于此時MCU有足夠的時間來執(zhí)行主程序循環(huán)體，因此可以只在相應的中斷中設置各種觸發(fā)標志，并將所有的任務放在主程序體中來執(zhí)行;

* 在MCU的程序設計中，還需要特別注意的一點就是：要防止在中斷和主程序體中同時訪問或設置同一個變量或數據的情況。有效的預防方法是，將此類數據的處理安排在一個模塊中，通過判斷觸發(fā)標志來決定是否執(zhí)行該數據的相關操作;而在其他的程序體中(主要是中斷)，對需要進行該數據的處理的地方只設置觸發(fā)的標志。――這可以保證數據的執(zhí)行是可預知和唯一的。