怎樣分析單片機程序

設計時，在內(nèi)存開辟一個現(xiàn)態(tài)單元記憶當前的狀態(tài)。當有鍵按下時，監(jiān)控主程序根據(jù)當前按鍵的編碼和現(xiàn)態(tài)這兩個關鍵字去查閱狀態(tài)表，從而確定系統(tǒng)該執(zhí)行哪一個處理子程序及系統(tǒng)的下一個狀態(tài)是什么，立即修改現(xiàn)態(tài)單元的內(nèi)容，以便有新的按鍵時系統(tǒng)能做出正確的響應。在每個狀態(tài)下并非所有的按鍵都有定義，即有空鍵。

當某個中斷發(fā)生時，中斷服務程序設置相應的標志，而主程序不斷地判斷這些標志，以決定啟動哪一個處理程序。相應的處理程序處理完相關的任務后，清除此標志，然后把控制權交還給主程序。對于延時或定時處理，可用一個定時器來完成。

４．２．２ 基于時間片的單片機程序

在單片機實時控制系統(tǒng)中引入了現(xiàn)代操作系統(tǒng)的多任務思想，采用時間片輪轉調(diào)度算法對傳統(tǒng)單片機編程思想進行了改進，并應用在分布式系統(tǒng)中，結構清晰、調(diào)度靈活，適用于定時要求復雜、實時性要求強的系統(tǒng)。

4．３ 閱讀程序并畫出程序流程圖

程序流程圖（簡稱框圖）是用來描述程序處理過程的工具，推理過程清晰、直觀、邏輯性強，可用于刻畫程序的控制流邏輯，為程序測試和理解提供了一種重要的輔助手段。

只有分析者對程序進行多次掃描，畫出每個模塊的詳細流程圖，才能明確各個模塊的任務和相互聯(lián)系及資源分配和整個程序的設計思路，各程序模塊的入口、出口和對ＣＰＵ內(nèi)部寄存器的占用情況。還有ＣＰＵ對啟動Ａ/Ｄ轉換要發(fā)什么控制信號；端口地址是什么；ＣＰＵ用什么方法得知Ａ/Ｄ轉換結束，以便輸入轉換結果；采樣周期多長等。這是分析和設計程序最重要的一步，也是邏輯分析和優(yōu)化的基礎。單片機常用功能模塊有：定時、數(shù)據(jù)采集、數(shù)字采集、數(shù)字濾波、標度變換、控制算法、顯示、報警、打印等。

４．４ 算法分析

算法是為解決某一特定問題而采取的確定的有限的步驟，是求解某一問題所使用的一組定義明確的規(guī)則，在實際應用中又稱為方法、方式、體制等。對有些較復雜的算法，最好用畫流程圖的方式來分析，這樣思路清晰，簡潔直觀。

單片機控制系統(tǒng)程序設計中的重要內(nèi)容，是根據(jù)被控制對象的特性，合理選擇算法，以達到所要求的控制精度和指標。例如數(shù)據(jù)采集時進行數(shù)字濾波處理，常用的數(shù)字濾波方式有：程序判斷濾波、中位置濾波、算術平均濾波、遞推平均濾波法、防脈沖干擾平均值濾波、一階滯后濾波等。因此，在閱讀程序前，必須對該問題的解決方法有一定的了解，才能確定具體使用了哪一種算法。

４．５ 資源分配

確定資源分配，包括ＲＯＭ、定時器/計時器、ＲＡＭ、中斷源等。其中最關鍵的是片內(nèi)ＲＡＭ的分配，如００Ｈ～２ＦＨ工作寄存器，常用作指針、計數(shù)器、循環(huán)變量等；２０Ｈ～２ＦＨ具有位尋址功能，用來存放各種標志位、邏輯變量、狀態(tài)變量。對ＲＡＭ應列出一張ＲＡＭ資源詳細分配表，以備閱讀查用。在數(shù)據(jù)存儲器中，安排好采樣數(shù)據(jù)區(qū)、處理結果數(shù)據(jù)區(qū)、顯示和打印數(shù)據(jù)區(qū)、標志區(qū)等。該分配表可手動畫出，而用Ｅｘｃｅｌ表則更方便。

４．6 標志位

單片機有豐富的位操作指令和位存儲資源。一類是為Ｉ/Ｏ操作服務的，如監(jiān)測到的各種邏輯信息可存入位資源中，隨時供程序使用。另一類是為程序本身服務，表明系統(tǒng)的各種狀態(tài)特點，傳遞各模塊之間的控制信息，控制程序流向等，這一部分稱為軟件標志。閱讀程序時，對每個位資源必須進行詳細記錄，繪出軟件標志的使用說明書。需要說明的項目有：名稱和位地址：該軟件標志在程序中的代號和存放的位單元。意義：說明邏輯１和邏輯０代表的狀態(tài)或功能。對全局定義的軟件標志，它有唯一的定義，對于局部定義的軟件標志，必須注明其有效范圍。生命周期：分析每個軟件標志初始化的狀態(tài)，程序運行時發(fā)生變化的條件和時刻，并進行記錄。用戶：對軟件標志進行讀操作的狀態(tài)或模塊稱為該軟件標志的用戶。軟件標志的使用有兩種，一種是非破壞性的，只讀不寫；另一種是破壞性使用，這種軟件標志多為某種申請標志，響應后立即清除，可避免重復響應。同一標志位在不同的狀態(tài)下可有不同的含義。多位標志表示多個狀態(tài)，這樣節(jié)省標志位。

４．7 抗干擾處理

由于單片機工作環(huán)境比較惡劣和復雜，往往會影響系統(tǒng)的可*性、安全性。這些干擾有供電系統(tǒng)干擾、過程通道干擾、空間干擾等，會導致數(shù)據(jù)采集誤差加大、控制狀態(tài)失靈、數(shù)據(jù)受干擾發(fā)生改變、程序運行失常。

為保證單片機控制系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行，必須對各種干擾進行處理，包括必要的硬件電路，如硬件看門狗技術；軟件抗干擾技術，如輸入通道抗干擾技術、數(shù)字濾波、ＲＡＭ數(shù)據(jù)冗余技術、軟件陷阱等。軟件和硬件抗干擾技術結合，這樣才能達到最佳效果。

５ 結語

程序設計是創(chuàng)造性的工作，而程序分析往往是為創(chuàng)造性的工作做準備。閱讀程序是從已有的程序開始，分析其硬件、軟件功能，對其消化、吸收，才能對程序進行修改、維護、優(yōu)化程序，從而擴大系統(tǒng)的適應范圍，提高技術指標和性能參數(shù)。