新單片機(jī)入手經(jīng)驗總結(jié)

現(xiàn)在單片機(jī)種類眾多，各有各的優(yōu)勢與不足。體現(xiàn)在價格、速度、外設(shè)、功耗、封裝等許多方面，這些單片機(jī)不可能一一去學(xué)習(xí)，因此今后有很大可能需要應(yīng)用到自己不熟的單片機(jī)，對此，我總結(jié)了一些經(jīng)驗（個人經(jīng)驗之談，僅供參考）。

有條件的話，在開始之前最好是買個開發(fā)版或最小系統(tǒng)，實在買不到也可自己搭個最小系統(tǒng)。

一、掌握自己領(lǐng)域可能用到的幾種主流單片機(jī)或編程軟件（SDK）使用方法，具體可分為：

1、看數(shù)據(jù)手冊：了解對象單片機(jī)電氣特性如供電電壓、最小系統(tǒng)要求、各管腳名稱作用。

2、選編程工具：了解對象單片機(jī)編程工具和編程前準(zhǔn)備工作，不同單片機(jī)編程工具盒編程方式可能不同，編程前可能需要提前配置。如STC的51可直接通過串口編程，STM8可用STLINK或串口并可能要先配置選項字節(jié)（Option Byte）。

3、選編程軟件：了解對象單片機(jī)的主流軟件編程，不同軟件編程方便程度差別較大，各有各的特色，不過選擇最好遵循一下幾點(diǎn)：

①：使用主流編程軟件，主流軟件有大量參考例程，許多代碼可以方便的移植。軟件的穩(wěn)定性可靠性較高，編譯優(yōu)? ????????????化較好。

②：使用自己熟悉的軟件，許多軟件如Keil有51、AVR、ARM等多種版本，用自己熟悉的軟件可以大大減少軟件? ??????????? ?方面的適應(yīng)時間。

4、驗證編譯下載過程（可省略）：在網(wǎng)上找?guī)讉€簡單的如亮燈、中斷使用等例程刷在單片機(jī)中驗證編譯、下載過程能正常工作。

5、學(xué)習(xí)軟件編程模版：不同的軟件的驅(qū)動庫不一樣，中斷服務(wù)函數(shù)格式不一樣。寄存器編程時，包含單片機(jī)頭文件時可以打開頭文件去看看，編程時也需要經(jīng)常查詢其中的內(nèi)容。中斷過程要了解（不同SDK不一樣）：包括開關(guān)總中斷，開關(guān)外部中斷，中斷中斷服務(wù)函數(shù)進(jìn)入和推出格式。至此應(yīng)該能驅(qū)動GPIO了。

6、學(xué)習(xí)編程參考手冊：編程參考手冊上有各模塊的詳細(xì)介紹和使用方法，通過學(xué)習(xí)參考手冊結(jié)合可以掌握大多數(shù)外設(shè)的使用（如GPIO、時鐘、定時器、中斷、ADC、UART、I2C、SPI、EEPROM和SDIO等高級外設(shè)）。

至此已經(jīng)可以使用該單片機(jī)的絕大多數(shù)功能了，新種單片機(jī)入手也就差不多完成了，學(xué)習(xí)時間最長的可能還是在各種外設(shè)的學(xué)習(xí)和編制對應(yīng)驅(qū)動程序了，為了找到一種方便以后快速移植的方法提高可移植性。我做了如下總結(jié)。

二、外設(shè)驅(qū)動庫的編寫：

外設(shè)驅(qū)動主要分為三大塊：初始化函數(shù)、接口函數(shù)和中斷服務(wù)函數(shù)。

外設(shè)驅(qū)動庫有兩種：官方外設(shè)庫函數(shù)（如果有，如STM32系列）、自編外設(shè)庫庫函數(shù)。官方外設(shè)庫函數(shù)優(yōu)點(diǎn)是函數(shù)穩(wěn)定，描述性編程便于使用和理解，缺點(diǎn)是函數(shù)不夠精簡，代碼占用空間大，運(yùn)行稍慢（可忽略不計），寫程序時輸入量較大。自編庫函數(shù)優(yōu)點(diǎn)是代碼透明便于自己修改，代碼可對應(yīng)不同應(yīng)用做深度優(yōu)化，代碼精簡，占用空間小，運(yùn)行效率高，寫代碼時輸入量小。

官方驅(qū)動庫程序已經(jīng)有很成熟的幾種版本，一般全新開發(fā)就用最新的驅(qū)動庫版本，產(chǎn)品升級就用原來使用的驅(qū)動庫版本以確保兼容性。程序已開發(fā)好，只用管調(diào)用，這里不討論。

自編外設(shè)庫函數(shù)：自編庫函數(shù)需要寫頭文件和源文件。分別寫定義聲明和函數(shù)體。一下就具體注意事項分別敘述：

1、初始化函數(shù)：參考編程參考手冊對外設(shè)相應(yīng)各項進(jìn)行配置，并做好注釋（最好用英文注釋，以防以后注釋出現(xiàn)亂碼），可以寫帶幾種主要參數(shù)的初始化，沒用到的部分給注釋掉，留以后修改。為使參數(shù)便于閱讀，可給參數(shù)定義一個別名。

2、接口函數(shù)：接口函數(shù)會被外設(shè)頻繁調(diào)用要有足夠的可移植性，因此定義接口函數(shù)時應(yīng)考慮到各種單片機(jī)各種軟件調(diào)用這種功能是的一般形式。傳入?yún)?shù)和返回值要慎重設(shè)計。

簡單的接口函數(shù)結(jié)合傳入?yún)?shù)直接操作寄存器（一定要做好英文注釋）。

復(fù)雜點(diǎn)的接口函數(shù)分兩層，第一層接口函數(shù)（應(yīng)用程序直接調(diào)用的）不要直接操作硬件（不直接操作寄存器），第二層做底層操作，直接操作硬件（寄存器操作），給第一層API提供服務(wù)，以后不同單片機(jī)移植也是改這一層。

3、中斷函數(shù)：類似接口函數(shù)的編寫，分兩層，中斷函數(shù)中不直接操作寄存器。將開關(guān)中斷和清標(biāo)志位函數(shù)等直接操作寄存器的函數(shù)封裝到固定的函數(shù)名中。

這些編寫好后做下整理，將底層硬件操作放在驅(qū)動文件頭部并用注釋標(biāo)明方便以后找到直接修改。

另外：編寫驅(qū)動庫盡量不要定義全局變量。更多的可以參考各種芯片驅(qū)動庫的編寫方式。

總結(jié)：單片機(jī)就是通過執(zhí)行寫在里面的程序使用各種片上外設(shè)實現(xiàn)各種輸入與輸出，以實現(xiàn)各種功能。熟悉單片機(jī)無外乎熟悉它的各種片上功能、外設(shè)與編程軟件。不同的單片機(jī)編程方式會有些不同但只要解決了單片機(jī)硬件層的驅(qū)動程序就可以方便的讓單片機(jī)跑起來。

而提高可移植性的要點(diǎn)就是將硬件層抽象為一個個接口函數(shù)，屏蔽硬件之間的差異，并提供一個統(tǒng)一的與平臺無關(guān)的函數(shù)名（接口）供上層程序調(diào)用。如果一個復(fù)雜的程序通過此方法一層層建立起來，程序的會邏輯更加清晰，不光硬件平臺的轉(zhuǎn)換會變得方便許多，對以后的程序修改、優(yōu)化和擴(kuò)展也幫助良多。