有效提升單片機開發實效性的路徑探索

許金勇

摘要：單片機的出現及其在自動控制系統中的應用，使得自動控制系統的性能水平得到了極大的提升，并且也極大的滿足了自動控制系統開發過程中的各項要求。由此不難看出，單片機開發實效性的提升對于自動控制系統的發展有著一定的影響，本文圍繞單片機開發時效性的提升展開了深入的研究。

關鍵詞：單片機開發? 實效性? 注意事項

1 單片機的概念及特點

單片機也是集成電路芯片的一種，同時也是微型計算機系統的一種，是通過使用超大規模的電路集成技術，將具備數據處理能力的中央處理器、隨機存儲器、只讀存儲器、多種類型I/O及中斷系統等集成在一塊硅片上。單片機具備如下幾個特點;第一，系統結構較為簡潔，使用便捷性較高，并可實現模塊化操作目標。第二，單片機具備較高的可靠性，其使用壽命在10的6次方到10的7次方小時之間，并且故障出現的概率較低。第三，單片機自身的結構完善，使其具備較強的處理功能，且擁有極快的處理速度。第四，體積較小，功耗及電壓需求較低，有利于便攜產品的生產。第五，擁有較強的控制及環境自適應能力。正是因為單片機自身優勢較大，在工業控制領域內得到了廣泛的應用，并且在不斷的發展過程中，從4位、8位發展到如今的32位單片機。

2 單片機開發調試需要注意的問題

從單片機自身的特點出發，不難看出單片機自身也屬于精密產品，為此在其開發及調試的過程中，需要注意如下幾點注意事項：第一，需要使用總線不外引的單片機。這是最為正統的單片機使用模式，并且也十分契合單片機開發設計的小規模、簡單可靠且經濟的初衷。除此之外，這種總線封閉性質的產品有著較高的可靠性。第二，編程語言需要使用單片機C語言。C語言自身不但簡單高效，并且也是十分貼近硬件設計需求的編程語言之一，并且C語言早就在20世紀的90年代在單片機設計中發展成熟，有著較高的可靠性及安全性。此外，比較重要的一點就是目前的單片機廠商在推出單片機新產品的時候會配套一個C語言的編譯器。第三，使用的單片機仿真工具需要為中檔或者高檔。只有這兩個檔次的仿真工具，才可以更好的對總線封閉性質的單片機進行仿真。同時，仿真工作還必須要使用band-out chip或hooks chip，并且需要支持高級語言的調試工作及查看修改全部數據類型的功能。除此之外，在選擇仿真工具的時候，需要以其是否支持市面上多家軟件公司的匯編及編譯產生的代碼格式。第四，開發平臺集成。需要使用工程技術，實現一次性在工程管理器中送入全部類型的源文件、用戶庫文件等文件的目標，并做到統一化管理匯編及編譯、連接及定位工作。除此之外，MAKE技術的使用也是不可忽視的，這一技術的應用可以自動化辨認匯編及編輯器，從而保障在每一次的調試循環中只需要做出的匯編及編譯、連接及定位的增量工作即可。

3 單片機開發實效性不斷提升的措施

3.1功能目標的明確

作為自動化控制系統核心部件的單片機，在其開發的過程中，需要在認識到單片機決定自動控制系統功能這一基礎之上，明確單片機的實際功能目標，需要考慮如下的幾個方面：第一，單片機開發方向的確定。單片機自身的功能較多，這也是以單片機作為基礎可以開發出多種類型自動化控制系統的原因所在，從單片機這一獨有特征出發，只有在開發方向得以確定的基礎上，才可以確保單片機自身的配置十分合理。換言之，開發方向的確定是整個單片機開發時效得以提升的關鍵所在。第二，自動控制系統功能的確定。在單片機開發方向得以明確的基礎上，需要開發方向的具體框架作為基礎確定整體自動控制系統的功能，這是單片機開發過程中的關鍵步驟之一，和最終單片機開發質量有著十分緊密的聯系，并直接影響到開發出的單片機能否滿足原定的自動控制系統功能，為此，自動控制系統的功能的確定是單片機開發的關鍵一步。第三，開發過程中需要始終遵循相應的原則。單片機對于整個自動控制系統而言，決定著其功能的正常運行，為此，在開發過程中需要始終遵循高效、全面及合理三大原則，以此來保障單片機開發的實效性。

3.2硬件電路的合理設置

在單片機的具體開發過程中，硬件電路的設定會直接影響到單片機控制功能的實現，為此，在單片機的開發中，需要從如下幾個方面入手確保硬件電路的合理設置。第一。硬件電路設置需要以功能需求作為基礎。單片機整體功能的實現是由硬件電路的設置決定的，也正是因為單片機的這一特征，在設置硬件電路時候需要全面考慮單片機自身的功能需求，確保硬件電路的設置可以與實際功能相匹配。第二，電路板空間的合理優化。在設置單片機硬件電路的過程中，因為電路板的內部空間十分有限，想要在空間有限的情況下，實現更多的控制功能，就需要針對電路板的空間做出相應的優化，在實現控制功能的同時保障單片機開發的實效性。第三，硬件連接質量的檢查。對于硬件電路的質量而言，影響程度最大的就是硬件之間的連接質量，為此，在開發單片機的過程中，需要對于硬件電路元件的質量及連接的緊固程度做出相應的檢查，最大程度避免以為硬件脫落帶來的單片機功能異常問題。

3.3仿真技術的合理使用

收到相關技術深入發展的影響，仿真技術在單片機開發中得到了較為廣泛的應用，并且在提升單片機開發實效性上發揮了重要的作用。比如，在電子琴的開發過程中，因其自身系統的按鍵數量相對較多，通過使用仿真技術，可以將之設計為矩陣形式的按鍵系統。這一性質的按鍵系統較之傳統的直線連接形式，即便在其在結構及識別上具有一定的復雜性，但是在端口利用率上卻有了顯著的提升。其內部的每一個鍵的行列、行線和列線是通過電阻器的功率進行連接，在使用仿真技術開發其中單片機的時候，每一個鍵的狀態都會變成數字0及1。輸出端的行線在的按鈕尚未按下的情形下，產量高，也就是意味著沒有鍵按下列線輸入到下芯片，在鍵被按下的瞬間，輸入端的電壓就會有所降低，通過閱讀分析這一狀態就可以很好的得出是否有鍵被按下的情況，極大的提升了整個系統的性能。

除此之外，單片機仿真技術的還考慮到了軟件實際運行情況，在模擬運行的過程中，可以使用最為接近真實應用的環境進行驗證，系統設計中存在的問題可以更早被發現，從而有效規避設計方面的錯誤，降低了整個單片機開發的具體成本。通過模擬整個系統內部的軟件，可以同時降低單片機開發的時間及經濟成本，并且在運行環節中，硬件的連接和硬件的仿真器是同出一轍的。

4 總結

單片機作為一種集成化的微型計算機系統，因其自身的規模較小、功能結構完善、可靠性及安全性較高等優勢，在工業控制領域內得到了十分廣泛的應用。為了保障自動控制系統的功能得以正常運行，就需要保證單片機開發中的實效性，想要實現這個目標，就需要以單片機功能目標的明確作為基礎，輔以其內部硬件電路的合理設置，再加之仿真技術的合理運用，就可以保障單片機開發的實效性。同時，在單片機的開發調試過程中，還需要注意使用總線不外引的單片機及C語言作為編程語，并且單片機的仿真工具需要為中高檔，只有在嚴格限制開發及調試工作的基礎上，才可以不斷提升單片機開發的實效性。

參考文獻

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