搜索
提供电子技术最新最实用设计方案3——单片机C51编程规范1单片机C51编程规范－前言为了提高源程序的质量和可维护性，从而最终提高软件产品生产力，特编写此规范。2单片机C51编程规范－范围本标准规定了程序设计人员进行程序设计时必须遵循的规范。本规范主要针对C51编程语言和keil编译器而言，包括排版、注释、命名、变量使用、代码可测性、程序效率、质量保证等内容。3单片机C51编程规范－总则格式清晰注释简明扼要命名规范易懂函数模块化程序易读易维护功能准确实现代码空间效率和时间效率高适度的可扩展性4单片机C51编程规范－数据类型定义编程时统一采用下述新类型名的方式定义数据类型。建立一个datatype.h文件，在该文件中进行如下定义：typedefbitBOOL;//位变量//typedefunsignedcharINT8U;//无符号8位整型变量//typedefsignedcharINT8S;//有符号8位整型变量//typedefunsignedintINT16U;//无符号16位整型变量//typedefsignedintINT16S;//有符号16位整型变量//typedefunsignedlongINT32U;//无符号32位整型变量//typedefsignedlongINT32S;//有符号32位整型变量//typedeffloatFP32;//单精度浮点数（32位长度）//typedefdoubleFP64;//双精度浮点数（64位长度）//5单片机C51编程规范－标识符命名5.1命名基本原则命名要清晰明了，有明确含义，使用完整单词或约定俗成的缩写。通常，较短的单词可通过去掉元音字母形成缩写；较长的单词可取单词的头几个字母形成缩写。即“见名知意”。命名风格要自始至终保持一致。命名中若使用特殊约定或缩写，要有注释说明。除了编译开关/头文件等特殊应用，应避免使用以下划线开始和／或结尾的定义。同一软件产品内模块之间接口部分的标识符名称之前加上模块标识。5.2宏和常量命名宏和常量用全部大写字母来命名，词与词之间用下划线分隔。对程序中用到的数字均应用有意义的枚举或宏来代替。5.3变量命名提供电子技术最新最实用设计方案4变量名用小写字母命名，每个词的第一个字母大写。类型前缀（u8s8etc.）全局变量另加前缀g_。局部变量应简明扼要。局部循环体控制变量优先使用i、j、k等；局部长度变量优先使用len、num等；临时中间变量优先使用temp、tmp等。5.4函数命名函数名用小写字母命名，每个词的第一个字母大写，并将模块标识加在最前面。5.5文件命名一个文件包含一类功能或一个模块的所有函数，文件名称应清楚表明其功能或性质。每个.c文件应该有一个同名的.h文件作为头文件。6单片机C51编程规范－注释6.1注释基本原则有助于对程序的阅读理解，说明程序在“做什么”，解释代码的目的、功能和采用的方法。一般情况源程序有效注释量在30％左右。注释语言必须准确、易懂、简洁。边写代码边注释，修改代码同时修改相应的注释，不再有用的注释要删除。6.2文件注释文件注释必须说明文件名、函数功能、创建人、创建日期、版本信息等相关信息。修改文件代码时，应在文件注释中记录修改日期、修改人员，并简要说明此次修改的目的。所有修改记录必须保持完整。文件注释放在文件顶端，用“/*……*/”格式包含。注释文本每行缩进4个空格；每个注释文本分项名称应对齐。/***********************************************************文件名称：作者：版本：说明：修改记录：***********************************************************/6.3函数注释6.3.1函数头部注释函数头部注释应包括函数名称、函数功能、入口参数、出口参数等内容。如有必要还可增加作者、创建日期、修改记录（备注）等相关项目。函数头部注释放在每个函数的顶端，用“/*……*/”的格式包含。其中函数名称应简写为FunctionName（），不加入、出口参数等信息。/***********************************************************函数名称：提供电子技术最新最实用设计方案5函数功能：入口参数：出口参数：备注：***********************************************************/6.3.2代码注释代码注释应与被注释的代码紧邻，放在其上方或右方，不可放在下面。如放于上方则需与其上面的代码用空行隔开。一般少量注释应该添加在被注释语句的行尾，一个函数内的多个注释左对齐；较多注释则应加在上方且注释行与被注释的语句左对齐。函数代码注释用“//…//”的格式。通常，分支语句（条件分支、循环语句等）必须编写注释。其程序块结束行“｝”的右方应加表明该程序块结束的标记“endof……”，尤其在多重嵌套时。6.4变量、常量、宏的注释同一类型的标识符应集中定义，并在定义之前一行对其共性加以统一注释。对单个标识符的注释加在定义语句的行尾。全局变量一定要有详细的注释，包括其功能、取值范围、哪些函数或过程存取它以及存取时的注意事项等。注释用“//…//”的格式。7单片机C51编程规范－函数7.1设计原则函数的基本要求：*正确性：程序要实现设计要求的功能。*稳定性和安全性：程序运行稳定、可靠、安全。*可测试性：程序便于测试和评价。*规范／可读性：程序书写风格、命名规则等符合规范。*扩展性：代码为下一次升级扩展留有空间和接口。*全局效率：软件系统的整体效率高。*局部效率：某个模块／子模块/函数的本身效率高。编制函数的基本原则：*单个函数的规模尽量限制在200行以内（不包括注释和空行）。一个函数只完成一个功能。*函数局部变量的数目一般不超过5～10个。*函数内部局部变量定义区和功能实现区（包含变量初始化）之间空一行。*函数名应准确描述函数的功能。通常使用动宾词组为执行某操作的函数命名。*函数的返回值要清楚明了，尤其是出错返回值的意义要准确无误。*不要把与函数返回值类型不同的变量，以编译系统默认的转换方式或强制的转换方式作为返回值返回。*减少函数本身或函数间的递归调用。*尽量不要将函数的参数作为工作变量。提供电子技术最新最实用设计方案67.2函数定义*函数若没有入口参数或者出口参数，应用void明确申明。*函数名称与出口参数类型定义间应该空一格且只空一格。*函数名称与括号（）之间无空格。*函数形参必须给出明确的类型定义。*多个形参的函数，后一个形参与前一个形参的逗号分割符之间添加一个空格…——uCOS-II在51单片机上的移植引言：随着各种应用电子系统的复杂化和系统实时性需求的提高，并伴随应用软件朝着系统化方向发展的加速，在16位/32位单片机中广泛使用了嵌入式实时操作系统。然而实际使用中却存在着大量8位单片机，从经济性考虑，对某些应用场合，在8位MCU上使用操作系统是可行的。从学习操作系统角度，uC/OS-IIfor51即简单又全面，学习成本低廉，值得推广。结语：μC/OS-II具有免费、简单、可靠性高、实时性好等优点，但也有缺乏便利开发环境等缺点，尤其不像商用嵌入式系统那样得到广泛使用和持续的研究更新。但开放性又使得开发人员可以自行裁减和添加所需的功能，在许多应用领域发挥着独特的作用。当然，是否在单片机系统中嵌入μC/OS-II应视所开发的项目而定，对于一些简单的、低成本的项目来说，就没必要使用嵌入式操作系统了。uC/OS-II原理：uCOSII包括任务调度、时间管理、内存管理、资源管理（信号量、邮箱、消息队列）四大部分，没有文件系统、网络接口、输入输出界面。它的移植只与4个文件相关：汇编文件（OS_CPU_A.ASM）、处理器相关C文件（OS_CPU.H、OS_CPU_C.C）和配置文件（OS_CFG.H）。有64个优先级，系统占用8个，用户可创建56个任务，不支持时间片轮转。它的基本思路就是“近似地每时每刻总是让优先级最高的就绪任务处于运行状态”。为了保证这一点，它在调用系统API函数、中断结束、定时中断结束时总是执行调度算法。原作者通过事先计算好数据，简化了运算量，通过精心设计就绪表结构，使得延时可预知。任务的切换是通过模拟一次中断实现的。uCOSII工作核心原理是：近似地让最高优先级的就绪任务处于运行状态。操作系统将在下面情况中进行任务调度：调用API函数（用户主动调用），中断（系统占用的时间片中断OsTimeTick（），用户使用的中断）。调度算法书上讲得很清楚，我主要讲一下整体思路。（1）在调用API函数时，有可能引起阻塞，如果系统API函数察觉到运行条件不满足，需要切换就调用OSSched（）调度函数，这个过程是系统自动完成的，用户没有参与。OSSched（）判断是否切换，如果需要切换，则此函数调用OS_TASK_SW（）。这个函数模拟一次中断（在51里没有软中断，我用子程序调用模拟，效果相同），好象程序被中断打断了，其实是OS故意制造的假象，目的是为了任务切换。既然是中断，那么返回地址（即紧邻OS_TASK_SW（）的下一条汇编指令的PC地址）就被自动压入堆栈，接着在中断程序里保存CPU寄存器（PUSHALL）……。堆栈结构不是任意的，而是严格按照uCOSII规范处理。OS每次切换都会保存和恢复全部现场信息（POPALL），然后用RETI回到任务断点继续执行。这个断点就是OSSched（）函数里的紧邻OS_TASK_SW（）的下一条汇编指令的PC地址。切换的整个过程就是，用户任务程序调用系统API函数，API调用OSSched（），OSSched（）调用软中断OS_TASK_SW（）即OSCtxSw，返回地址（PC值）压栈，进入OSCtxSw中断处理子程序内部。反之，切换程序调用RETI返回紧邻OS_TASK_SW（）的下一条汇编指令的PC地址，进而返回OSSched（）下一句，再返回API下一句，即用户程序断点。因此，如果任务从运行到就绪再到运行，它是从调度前的断点处运行。提供电子技术最新最实用设计方案7（2）中断会引发条件变化，在退出前必须进行任务调度。uCOSII要求中断的堆栈结构符合规范，以便正确协调中断退出和任务切换。前面已经说到任务切换实际是模拟一次中断事件，而在真正的中断里省去了模拟（本身就是中断嘛）。只要规定中断堆栈结构和uCOSII模拟的堆栈结构一样，就能保证在中断里进行正确的切换。任务切换发生在中断退出前，此时还没有返回中断断点。仔细观察中断程序和切换程序最后两句，它们是一模一样的，POPALL+RETI。即要么直接从中断程序退出，返回断点；要么先保存现场到TCB，等到恢复现场时再从切换函数返回原来的中断断点（由于中断和切换函数遵循共同的堆栈结构，所以退出操作相同，效果也相同）。用户编写的中断子程序必须按照uCOSII规范书写。任务调度发生在中断退出前，是非常及时的，不会等到下一时间片才处理。OSIntCtxSw（）函数对堆栈指针做了简单调整，以保证所有挂起任务的栈结构看起来是一样的。（3）在uCOSII里，任务必须写成两种形式之一（《uCOSII中文版》p99页）。在有些RTOS开发环境里没有要求显式调用OSTaskDel（），这是因为开发环境自动做了处理，实际原理都是一样的。uCOSII的开发依赖于编译器，目前没有专用开发环境，所以出现这些不便之处是可以理解的。移植过程：（1）拷贝书后附赠光盘sourcecode目录下的内容到C：\YY下，删除不必要的文件和EX1L.C，只剩下p187（《uCOSII》）上列出的文件。（2）改写最简单的OS_CPU.H数据类型的设定见C51.PDF第176页。注意BOOLEAN要定义成unsignedchar类型，因为bit类型为C51特有，不能用在结构体里。EA=0关中断；EA=1开中断。这样定义即减少了程序行数，又避免了退出临界区后关中断造成的死机。MCS-5