- 如何快速上手一款新型的MCU

外部中斷：外部中斷也是絕大多數(shù)MCU所具有的基本功能，一般用于信號(hào)的實(shí)時(shí)觸發(fā)，數(shù)據(jù)采樣和狀態(tài)的檢測(cè)，中斷的方式由上升沿、下降沿觸發(fā)和電平觸發(fā)幾種。外部中斷一般通過(guò)輸入口來(lái)實(shí)現(xiàn)，若為IO口，則只有設(shè)為輸入時(shí)其中斷功能才會(huì)開啟；若為輸出口，則外部中斷功能將自動(dòng)關(guān)閉（ATMEL的ATiny系列存在一些例外，輸出口時(shí)也能觸發(fā)中斷功能）。外部中斷的應(yīng)用如下：

外部觸發(fā)信號(hào)的檢測(cè)：一種是基于實(shí)時(shí)性的要求，比如可控硅的控制，突發(fā)性信號(hào)的檢測(cè)等；而另一種情況則是省電的需要；

信號(hào)頻率的測(cè)量：為了保證信號(hào)不被遺漏，外部中斷是最理想的選擇；

數(shù)據(jù)的解碼：在遙控應(yīng)用領(lǐng)域，為了降低設(shè)計(jì)的成本，經(jīng)常需要采用軟件的方式來(lái)對(duì)各種編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，如Manchester和PWM編碼的解碼；

按鍵的檢測(cè)和系統(tǒng)的喚醒：對(duì)于進(jìn)入Sleep 狀態(tài)的MCU，一般需要通過(guò)外部中斷來(lái)進(jìn)行喚醒，最基本的形式則是按鍵，通過(guò)按鍵的動(dòng)作來(lái)產(chǎn)生電平的變化；

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(shù)MCU都提供的一種最基本通訊方式，其數(shù)據(jù)傳輸采用同步時(shí)鐘來(lái)控制，信號(hào)包括：SDI（串行數(shù)據(jù)輸入）、SDO（串行數(shù)據(jù)輸出）、SCLK（串行時(shí)鐘）及Ready信號(hào)；有些情況下則可能沒(méi)有Ready信號(hào)；此類接口可以工作在Master方式或Slave方式下，通俗說(shuō)法就是看誰(shuí)提供時(shí)鐘信號(hào)，提供時(shí)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(hào)線只有Rx和Tx兩條，基本的數(shù)據(jù)格式為：Start Bit + Data Bit（7-bits/8-bits） + Parity Bit（Even， Odd or None） + Stop Bit（1~2Bit）。一位數(shù)據(jù)所占的時(shí)間稱為Baud Rate（波特率）。對(duì)于大多數(shù)的MCU來(lái)講，數(shù)據(jù)為的長(zhǎng)度、數(shù)據(jù)校驗(yàn)方式（奇校驗(yàn)、偶校驗(yàn)或無(wú)校驗(yàn)）、停止位（Stop Bit）的長(zhǎng)度及Baud Rate是可以通過(guò)程序編程進(jìn)行靈活設(shè)定。此類接口最常用的方式就是與PC機(jī)的串口進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。

I2C接口：I2C是由Philips開發(fā)的一種數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，同樣采用2根信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)：SDAT（串行數(shù)據(jù)輸入輸出）和SCLK（串行時(shí)鐘）。其最大的好處是可以在此總線上掛接多個(gè)設(shè)備，通過(guò)地址來(lái)進(jìn)行識(shí)別和訪問(wèn)；I2C總線的一個(gè)最大的好處就是非常方便用軟件通過(guò)IO口來(lái)實(shí)現(xiàn)，其傳輸?shù)臄?shù)據(jù)速率完全由SCLK來(lái)控制，可快可慢，不像UART接口，有嚴(yán)格的速率要求。

Watchdog（看門狗定時(shí)器）：Watchdog也是絕大多數(shù)MCU的一種基本配置（一些4位MCU可能沒(méi)有此功能），大多數(shù)的MCU的Watchdog只能允許程序?qū)ζ溥M(jìn)行復(fù)位而不能對(duì)其關(guān)閉（有的是在程序燒入時(shí)來(lái)設(shè)定的，如Microchip PIC系列MCU），而有的MCU則是通過(guò)特定的方式來(lái)決定其是否打開，如Samsung的KS57系列，只要程序訪問(wèn)了Watchdog寄存器，就自動(dòng)開啟且不能再被關(guān)閉。一般而言watchdog的復(fù)位時(shí)間是可以程序來(lái)設(shè)定的。Watchdog的最基本的應(yīng)用是為MCU因?yàn)橐馔獾墓收隙鴮?dǎo)致死機(jī)提供了一種自我恢復(fù)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(xiàn)在基于C的MCU開發(fā)工具越來(lái)越流行，但對(duì)于一個(gè)高效的程序代碼和喜歡使用匯編的設(shè)計(jì)者來(lái)講，匯編語(yǔ)言仍然是最簡(jiǎn)潔、最有效的編程語(yǔ)言。對(duì)于MCU的程序編寫，其基本的框架可以說(shuō)是大體一致的，一般分為初始化部分（這是MCU程序設(shè)計(jì)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(shuō)明如下：

初始化：對(duì)于所有的MCU程序的設(shè)計(jì)來(lái)講，出世化是最基本也是最重要的一步，一般包括以下幾個(gè)方面：

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(tǒng)的RAM區(qū)域和顯示Memory：雖然有時(shí)可能沒(méi)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(duì)于防止意外的錯(cuò)誤，還是建議養(yǎng)成良好的編程習(xí)慣；

IO口的初始化：根據(jù)項(xiàng)目的應(yīng)用的要求，設(shè)定相關(guān)IO口的輸入輸出方式，對(duì)與輸入口，需要設(shè)定其上拉或下拉電阻；對(duì)于輸出口，則必須設(shè)定其出世的電平輸出，以防出現(xiàn)不必要的錯(cuò)誤；

中斷的設(shè)置：對(duì)于所有項(xiàng)目需要用到的中斷源，應(yīng)該給予開啟并設(shè)定中斷的觸發(fā)條件，而對(duì)于不使用的多余的中斷，則必須給予關(guān)閉；

其他功能模塊的初始化：對(duì)于所有需要用到的MCU的外圍功能模塊，必須按項(xiàng)目的應(yīng)用的要求進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置，如UART的通訊，需要設(shè)定Baud Rate，數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，校驗(yàn)方式和Stop Bit的長(zhǎng)度等，而對(duì)于Programmer Timer，則必須設(shè)置其時(shí)鐘源，分頻數(shù)及Reload Data 等；