单片机的应用设计注意事项.doc

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1、如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流一.二.三.四.五.六.七. 单片机的应用设计注意事项【精品文档】第 16 页八. 单片机项目开发流程介绍1. 确定设计任务确定待开发产品的功能、所实现的指标、成本，进行可行性分析。这一过程要越详细越好，不要在设计的半途才发现自己还不清楚到底要设计一个怎样的产品，而且相关技术标准的考察也要详细完备，这样才能选择恰当的单片机以及外围电路，免得后来出现重大的设计失误。另外还要估计设计的完成时间，这一步经常被忽视，许多工程师并没有仔细地研究自己将要进行的项目，而是草草开工。2. 总体设计明确设计任务后，我们就可以进行总体方案的设计了，这时候就要根据产品功能确定

2、需要的单片机，选择时单片机的性能要能满足设计任务，另外还要考虑到产品的功耗、使用环境等问题。3. 硬件设计根据功能确定各部分电路。绘制原理图及PCB图，选购元器件、焊接线路板、组装、调试。4. 软件设计绘制流程图，进行资源分配及结构设计，确定算法及设计结构，设计、编制各子程序模块，仿真、调试，固化。5. 样机联调软硬件结合起来调试，找错、修改软硬件，进行软硬件调试，进行老化实验；高、低温试验和振动试验。6. 送检完成样机联调后，就要送到质检部或其他检验部门进行最后的功能和性能检验。质检部门有可能是公司内部的也有可能是专门的组织机构。7. 产品定型编制使用说明书，技术文件，制定生产工艺流程，形成

3、工艺，进入小批量生产。整个过程有可能会有反复，比如说第六步的送检没有通过，就有可能回到前面的几步，甚至是回到第一步。二.原理图设计规范原理图设计的基本要求是：图纸清晰、准确、规范、易读。1. 文档相关要求（1） 按统一的要求选择图纸幅面、图框格式、电路图中的图形符号、文字符号。（2） 各功能块布局要合理，整个原理图要布局均衡。（3） 将各功能部分模块化（比如单片机部分，A/D转换部分，D/A转换部分、电源部分等），各功能模块界线要清晰，方便读图。（4） 元件标号按功能块进行标记，元器件明细表中不允许出现无型号的器件。相同型号的元器件不允许采用不同的表示方法。元件参数/数值要准确标记。2. 技术

4、性质要求（1） 接插口（如电源，数据引线，接口等）尽量分布在图纸的四周，示意出实际插口外型及每一个插脚的功能。（2） 可调元件（如电位器），切换开关等对应的功能须标记清楚。（3） 每一部件（如TUNER，IC等）电源的去耦电阻/电容需置于对应插脚的就近处。（4） 滤波器件（如高/低频滤波电容，电感）需置于作用部位的就近处。（5） 重要的控制或信号线需标明流向及用文字标明功能。（6） 重要器件（如接插座，IC，TUNER等）外框用粗线（统一0.5）。（7） 信号完整性及电磁兼容性考虑。三. PCB图设计规范PCB的设计流程可分为网表输入、规则设置、元器件布局、布线、检查、复查、输出等步骤。1.

5、元器件布局的基本原则l 遵循先难后易、先大后小的原则。l 布局可以参考原理图的大致的布局，根据信号流向规律放置主要元器件。l 相同结构电路部分应尽可能采取对称布局。l 按照均匀分布、重心平衡、版面美观的标准来优化布局。l 同类型的元件应该在x或y方向上一致。同一类型的有极性分立元件也要力争在x或y方向上一致，以便于生产和调试。l 元器件布局时候，使用同一种电源的元件应考虑尽量放在一起，以便于将来的电源分割。2. 电子电路性能的考虑l 电源线和地线尽量加粗l 去耦电容尽量与VCC直接连接l 总的连线尽可能地短,关键信号线最短l 强信号、弱信号、高电压信号和弱电压信号要完全分开l 高频元件的间隔要

6、充分l 模拟信号、数字信号分开，尽量远离l 集成电路的去耦电容应尽量靠近芯片的电源角，高频以最靠近为原则。使之与电源和地之间形成的回路最短。l 旁路电容应均匀分布在集成电路周围。l 用于阻抗匹配目的的阻容器件的放置，应根据其属性合理布局。l 匹配电容电阻的布局要分清楚其方法，对于多负载的终端匹配一定要放在信号的最远端进行匹配。3. 生产装配技术的考虑l 元件的放置要便于调试和维修，大元件边上不能放置小元件，需要调试的元件周围应有足够的空间，发热元件应有足够的空间以利于散热，热敏元件应远离发热元件。l 双列直插元件相互的距离要大于2毫米。电阻电容等贴片小元件相互距离应大于0.7毫米。贴片元件焊盘

7、外侧与相邻插装元件焊盘外侧要大于2毫米。压接元件周围5毫米内不可以放置插装元器件。焊接面周围5毫米内不可以放置贴装元件。l 所有标记字符不可以放在焊盘上，要保证装配以后还可以清晰地看到字符信息。所有字符在x或y方向上应一致，字符大小应尽量统一。l 在以后生产时需要采用自动生成技术的电路板，要放置PCB的mark点和预留生产工艺边框，这样方便自动生成技术的应用。四. 汇编语言设计规范现在许多书籍中，把软件设计成为软件工程。软件设计如果不统一编程规范，则最终写出的程序可读性差，这不仅给代码的理解带来障碍，增减维护阶段的工作量，同时不规范的代码隐含错误的可能性也比较大。1. 排版l 程序块使用缩进方

8、式，函数和标号使用空格缩进。例如：ORG 0000HLJMP STARTORG 0030HSTART:CLR P1.0; P1.0输出低电平“0”，让点亮发光二极管ACALL DELAY ;调用延时子程序延时一段时间，让发光二极管亮一段时间SETB P1.0; P1.0输出高电平“1”，熄灭发光二极管ACALL DELAY; 调用延时子程序延时一段时间，让发光二极管熄灭一段时间AJMP START ;跳转到程序开头重复执行；*延时子程序*DELAY:MOV R7，#255Y1:MOV R6，#255DJNZ R6，$DJNZ R7，Y1RET ;延时子程序返回END ;程序结束l 在指令的操作

9、数之间的，使用空格进行间隔，采用这种松散方式编写代码的目的是使代码更兼清晰。例如：CJNE R2，#20H，LOOPl 一行最多写一条语句。l 变量定义时，保持对齐。便于阅读和检查内存的使用情况。l 例如：LED EQU 30H ；BEEP EQU 31H ；Flag EQU 32H ；2. 注释注释的原则是有助于对程序的阅读理解，注释不宜太多也不能太少。l 程序在必要的地方必须有注释，注释要准确、易懂、简洁。而如下的注释则意义不大：MOV FLAG， #00H； 将FLAG赋值为0但如下的注释则给出了额外有用的信息：JNZ CHECK_Err ；假如校验出错l 注释应与其描述的代码相近，对代

10、码的注释应放在其上方或右方（对单条语句的注释）相邻位置，不可放在下面，如放于上方则需与其上面的代码用空格隔开。l 头文件、源文件的头部，应进行注释。注释必须列出：文件名、作者、目的、功能、修改日志等。l 子程序的头部应进行注释，列出：目的、功能、输入参数、输出参数、涉及的通用变量和寄存器、调用的其他子程序和模块、修改日志等。l 对重要代码段的功能、意图进行注释，提供有用的、额外的信息。并在该代码段的结束处加一行注释表示该代码段结束。l 维护代码时，要更新相应的注释，删除不再有用的注释。保持代码、注释的一致性，避免产生误解。3. 命名l 常量的命名常量的命名规则：单词的字母全部大写，各单词之间用

11、下画线隔开。l 变量命名规定：前缀+主体；注释变量命名要考虑简单、直观、不易混淆。前缀是可选项，表示变量类型，主体是必选项。l 子程序的命名单词首字母是大写，其余均为小写。子程序名应以一个动词开头，应类似一个动词断语或祈使句。例如：Test_Protect，Check_EEPROM，Init_Para4. 关于缩写l 标识符缩写形式如下的几种缩写技术。a. 去掉所有不在词头的元首字母。如screen写成scrn，primtive写成prmv。b. 使用每个单词的头一个或几个字母。如Channel Activation写成ChanActiv，ReleaseIndication写成RelInd。c

12、. 使用变量名中每个有典型意义的单词。如Count of Failure 写成FailCnt。d. 去掉无用的单词后缀ing，ed等。如Paging Request写成PagReq。e. 使用标准的或惯用的缩写形式（包括协议文件中出现的缩写形式）。如BSIC（Base Station Identification Code）、MAP（Mobile Application Part）。l 缩写应该保持一致性。如Channel不要有时缩写成Chan，有时缩写成Ch。Length有时缩写成Len，有时缩写成len。五. C51语言设计规范1. 注释l 文件（模块）起始注释内容功能描述、版权、作者名称

13、、修改时间、背景介绍等，复杂的算法需要加上流程说明，不同的公司会有不同的要求，但必须要有要求。比如本书采用下面的格式：/ /功能描述：控制LED闪烁/ /单片机：51系列单片机/ /晶振：11.059MHz/ /编写：hc/ /日期：2007/ /版本：V1.0l 函数开头的注释内容函数名称、功能、说明输入、返回、函数描述、流程处理、全局变量、调用样例等，复杂的函数需要加上变量用途说明。/ /函数名：LcdInit/ /能描述：LCD初始化/ /全局变量：/ /输入：无/ /返回：无l 程序中的注释内容注释内容应简练、清楚、明了，一目了然的语句不加注释。2. 命名命名必须具有一定的实际意义。（

14、1） 常量的命名：全部用大写。（2） 变量的命名：变量名加前缀，前缀反映变量的数据类型，用小写，反映变量意义的第一个字母大写，其他小写。其中变量数据类型：unsignedchar前缀 ucsignedchar前缀scunsignedint前缀ui signedint前缀siunsignedlong前缀ul signedlong前缀slbit前缀b 指针前缀p例：ucReceivData接收数据（3）函数的命名：函数名首字大写，若包含有两个单词的每个单词首字母大写。函数原型说明包括：引用外来函数及内部函数，外部引用必须在右侧注明函数来源：模块名及文件名，内部函数，只要注释其定义文件名。3. 编辑

15、风格（1） 缩进：缩进用Tab作为单位，一个Tab为四个空格大小。预处理语句、全局数据、函数原型、标题、附加说明、函数说明、标号等均顶格书写。语句块的“”“”配对对齐，并与其前一行对齐。（2） 空格：数据和函数在其类型，修饰名称之间适当空格并据情况对齐。关键字原则上空一格，如：If（.）等，运算符的空格规定如下：“”、“”、“”、“+”“”、“”、“！”、“+”、“-”（指正负号），“&”（取地址或引用）、“*”（指使用指针时）等几个运算符两边不空格（其中单目运算符系指与操作数相连的一边），其他运算符（包括大多数二目运算符和三目运算符），“？：”两边均空一格，“（”、“）”运算符在其内侧空一格

16、，在做函数定义时还可据情况多空或不空格来对齐，但在函数实现时可以不用。“，”运算符只在其后空一格，须对齐时也可不空或多空格，对语句行后加的注释应用适当的空格与语句隔开并尽可能对齐。（3） 对齐：原则上关系密切的行为对齐，对齐包括类型、修饰、名称、参数等各部分对齐。另外每一行的长度不应超过屏幕太多，必要时适当换行，换行时尽可能在“，”处或运算符处，换行后最好以运算符大头，并且以下各行均以该句首行缩进，但该语句仍以首行的缩进为准，即如其下一行为“”应为首行对齐。（4） 空行：程序文件结构各部分之间空两行，若不必要也可只空一行，各函数实现之间一般空两行。（5） 修改：版本封存以后的修改一定要将老语句

17、用/*/封闭，不能自行删除或修改，并要在文件及函数的是修改记录中加以记录。（6） 形参：在定义函数时，在函数名后面括号中直接进行形式参数说明，不再另行说明。4. 可维护性（1） 语句嵌套层次不得超过5层。嵌套层次太多，增加了代码的复杂度及测试的难度，容易出错，增加代码维护的难度。（2） 避免相同的代码段在多个地方出现。当某段代码需要在不同的地方重复使用时，应根据代码段的规模大小使用函数，调用或宏调用的方式代替。这样，对该代码段的修改就可在一处完成，增强代码的可维护性。（3） 每个函数完成单一的功能，不设计多用途面面俱到的函数。多功能集于一身的函数，很可能使函数的理解、测试、维护等变得困难。使函

18、数功能明确化，增加程序可读性，亦可方便维护、测试。5. 程序正确性和效率（1） 严禁使用未经初始化的变量引用未经初始化的变量可能会产生不可预知的后果，特别是引用未经初始化的指针经常会导致系统崩溃，需特别注意。（2） 防止数据存储器的操作越界。数据存储器的操作越界是软件系统主要错误之一，后果往往非常严重。（3） 这样变量的有效取值范围，防止表达式出现上溢或下溢。（4） 防止易混淆的指令和操作数拼写错误。（5） 避免函数中不必要语句，防止程序中的垃圾代码，预留代码应以注释的方式出现。程序中的垃圾代码不仅占用额外的空间，而且还常常影响程序的功能与性能，很可能给程序的测试、维护等造成不必要的麻烦。（6

19、） 通过对系统数据机构的划分与组织的改进，以及对程序算法的优化来提高空间效率。这种方式是解决软件空间效率的根本办法。（7） 在多重循环中，应将最忙的循环放在最内层。（8） 避免循环体内含判断语句，将与循环变量无关的判断语句移到循环体外。目的是减少判断次数。循环体中的判断语句是否可以移到循环体外，要视程序的具体情况而言，一般情况，与循环变量无关的判断句可以移到循环体外，而有关的则不可以。（9） 中断和恢复，中断程序应该尽量短，应该在中断中进行标记，在主程序中处理，但实时性很高的程序段例外。中断时应该保存所有涉及的通用变量和寄存器，如A，PSW，DPTR等。（10） 堆栈设置堆栈对于程序非常重要，

20、对于堆栈的设置要合理。堆栈大小，在嵌套调用和容易溢出，造成系统故障；堆栈太大，浪费RAM资源。为了节约堆栈资源，中断时要求不要保存太多资源，中断嵌套和程序嵌套层数不要太多，尽量不要超过5层。着就要求合理的划分功能模块。（11） 看门狗电路看门狗电路用于在单片机死机时自动复位。单片机需要定时向看门狗发送脉冲，俗称“喂狗”。喂狗不可太勤，这样看门狗没有起到作用；也不可太慢，这样容易造成单片机复位。正确的喂狗应该在主循环中进行，最好是建立一个和独立的系统监控进程。不可以在定时中中断中喂狗，因为单片机有时可能会在主循环中死掉。6. 接口（1） 去掉没有必要的公共变量，编程时应尽量少用公共变量。公共变量

21、是增大模块间耦合的原因之一，故应减少没必要的公共变量以降低模块间的耦合度。应该构造仅有一个模块或函数可以修改、创建，而其余有关模块或函数只访问的公共变量，防止多个不同模块或函数都可以修改、创建同一公共变量的现象。（2） 当向公共变量传递数据时，要防止越界现象发生。对公共变量赋值时，若有必要应进行合法性检查，以提高代码的可靠性、稳定性。（3） 尽量不设计多参数函数，将不使用的参数从接口中去掉，降低接口复杂度，减少函数间接口的复杂度。（4） 对所调用函数的返回码要仔细、全面地处理。防止把错误传递到后面的处理流程。如有意不检查其返回码，应明确指明。（5） 检查接口函数所有输入参数的有效性。（6） 检

22、查函数的所有非参数输入，如外部数据、公共变量等。7. 代码可测性（1） 模块编写应该有完善的测试方面的考虑。（2） 源代码中应该设计了代码测试的内容。在编写代码之前，应预先设计好程序调试与测试的方法和手段，并设计好各种调测开关及相应测试代码。程序的调试与测试是软件生存周期中很重要的一个阶段，如何对软件进行较全面、高率的测试并尽可能地找出软件中的错误就成为很关键的问题。因此在编写源代码之前，除了要有一套比较完善的测试计划外，还应设计出一系列代码测试手段，为单元测试、集成测试及系统联调提供方便。（3） 在同一项目组或产品组内，要有一套统一的为集成测试与系统联调准备的调测开关及相应函数，并且要有详细

23、的说明。本规则是针对项目或产品组的。（4） 在同一项目组或产品组内，调测打印出的信息串的格式要有统一的形式。信息串中至少要有所在模块名（源文件名）及行号。统一的调测信息格式便于集成测试。（5） 正式软件产品中应把调测代码去掉（即把软件中有关的调测开关关掉）。（6） 用调测开关来切换软件的DEBUG版和正式版，而不要同时存在正式版本和DEBUG版本的不同源文件，以减少维护的难度。（7） 在软件系统中设置与取消哟管测试手段，不能对软件实现的功能等产生影响。即有测试代码的软件和关掉测试代码的软件，在功能行为上应一致。（8） 发现错误应该立即修改，并且若有必要记录下来。（9） 开发人员应坚持对代码进行彻底的测试（单元测试），而不依靠他人或测试组来发现问题。（10） 清理、整理或优化后的代码要经过审查及测试。（11） 代码版本升级要经过严格测试。8. 代码编译（1） 打开编译器的所有报警开关对程序进行编译。防止隐藏可能是错误的报警。（2） 某些语句经编译后产生报警，但如果你认为它是正确的，那么应通过某种手段去掉报警信息。