单片机的应用设计注意事项

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资源描述

一.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(统一0.5mm)。(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.元器件布局的基本原则遵循先难后易、先大后小的原则。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。相同结构电路部分应尽可能采取对称布局。按照均匀分布、重心平衡、版面美观的标准来优化布局。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。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电源线和地线尽量加粗去耦电容尽量与VCC直接连接总的连线尽可能地短,关键信号线最短强信号、弱信号、高电压信号和弱电压信号要完全分开高频元件的间隔要充分模拟信号、数字信号分开,尽量远离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。旁路电容应均匀分布在集成电路周围。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。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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。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。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。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程序块使用缩进方式,函数和标号使用空格缩进。例如:ORG0000HLJMPSTARTORG0030HSTART:CLRP1.0;P1.0输出低电平“0”,让点亮发光二极管ACALLDELAY;调用延时子程序延时一段时间,让发光二极管亮一段时间SETBP1.0;P1.0输出高电平“1”,熄灭发光二极管ACALLDELAY;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AJMPSTART;跳转到程序开头重复执行;********延时子程序********DELAY:MOVR7,#255Y1:MOVR6,#255DJNZR6,$DJNZR7,Y1RET;延时子程序返回END;程序结束在指令的操作数之间的,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:CJNER2,#20H,LOOP一行最多写一条语句。变量定义时,保持对齐。便于阅读和检查内存的使用情况。例如:LEDEQU30H;BEEPEQU31H;FlagEQU32H;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。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:MOVFLAG,#00H;将FLAG赋值为0但如下的注释则给出了额外有用的信息:JNZCHECK_Err;假如校验出错注释应与其描述的代码相近,对代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。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。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。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。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常量的命名常量的命名规则:单词的字母全部大写,各单词之间用下画线隔开。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。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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ChannelActivation写成ChanActiv,ReleaseIndication写成RelInd。c.使用变量名中每个有典型意义的单词。如CountofFailure写成FailCnt。d.去掉无用的单词后缀ing,ed等。如PagingRequest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(BaseStationIdentificationCode)、MAP(MobileApplicationPart)。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文件(模块)起始注释内容功能描述、版权、作者名称、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:V1.0/////////////////////////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////////////////////////////////////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。(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uisignedint前缀siunsignedlong前缀ulsignedlong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,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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