單片機的程序開發(fā)經(jīng)常會出現(xiàn)那些錯誤

這里利用一個實際發(fā)生的例子，針對初級工程師經(jīng)常犯的一個小錯誤，或者經(jīng)常要走的一個彎路，做了針對性的糾正。希望可以幫到大家，文筆不好文章中有敘述不清的地方大家多多指教。

這篇文章我不是想說編程的規(guī)范性的東西，如果你想讓自己的程序文件最起碼直觀的看起來美觀、可讀性強，推薦找華為的“C語言編程規(guī)范”。我只想說一說當我們的單片機遇到多個模塊的數(shù)據(jù)需要處理，類似于“多任務”時我們應該怎么辦？

背景是這樣的，去年9月份開始安排一個工程師開始做電動汽車交流充電樁，機械設計部分由公司機械結構部門負責。充電樁的電子部分總體上分為X個部分（用到的資源），電阻觸摸屏（RS232），M1卡讀寫（RS232），電能計量表（RS485），語音提示（SPI），電力開關（繼電器IO），通訊接口（RS485、CAN）。

工程師做的過程非常勤奮，期間也是困難重重，改了很多個版本，總算今年6月把充電樁立起來了。

咱們來驗收一下吧，結果發(fā)現(xiàn)讀卡的時候不能處理觸摸屏，播放語音的時候不能處理讀卡，語音播放不能打斷或者跳躍，反正就是所有事件必須一個一個按部就班的來，一旦操作錯誤就需要多次執(zhí)行、等待、甚至重新來過。

一個工作3年多的工程師怎么會把產品做成這樣呢？看看程序吧！

一看不要緊，嚇一跳！整個的程序是沒有邏輯的，一條線就往下寫……

While（1）{//上電進入主程序 或 觸發(fā)觸摸屏//播放提示語音Delay（）；//等待播放完畢//讀取M1卡信息Delay（）；//等待讀卡數(shù)據(jù)返回//播放提示語音Delay（）；//等待播放完畢//M1卡數(shù)據(jù)交互，判定下一步操作及提示Delay（）；//等待數(shù)據(jù)處理完畢…………}

這里說這個工程師基本上對于自己設計的產品沒有任何的整體概念，或者說對自己開發(fā)的程序用到設計上會有怎樣的實際效果根本就不清楚。

他犯了幾個我們在程序開發(fā)過程中最忌諱的幾個問題：

1、 delay（死等）這類函數(shù)只在應該實驗室驗證某個功能過程中用到，在實際的產品開發(fā)時無論是主循環(huán)while中，還是其調用的函數(shù)中，亦或是中斷服務程序中絕對不可以用到。

2、 產品設計的各個子模塊之間的邏輯關系太強，例如：必須等待播音完畢才能讀卡進入下一步操作等。

我們講，產品設計中只有各個事件處理模塊間的邏輯關系弱化，才能更加靈活的進行處理。例如：兩個事件A和B，如果程序開發(fā)時將A做成B事件的必要條件，B事件的觸發(fā)就必須等待A事件的發(fā)生。反之如果A事件作為B事件處理的一個特殊情況，那么程序開發(fā)起來就變得靈活很多。

3、 沒有考慮到單片機本身是一個單核單任務的架構，每一個事件都會獨占CPU內核，當多個任務模塊同時存在時我們應該對各個事件進行區(qū)分，我們應當分情況、分事件實時性要求等區(qū)分對待。

那么針對于這樣的問題，或者是遇到類似的項目我們應該如何處理呢？

我提幾條建議：

1、將硬件系統(tǒng)區(qū)分為獨立單元單獨做成底層驅動函數(shù)和應用函數(shù)，并且函數(shù)正常應該有參數(shù)和返回值，其中返回值是必要的。如何衡量這類函數(shù)呢？這類函數(shù)可移植性強，只要一個.h文件和一個.c文件就可以隨意放到任何工程中。例如：語音播放、M1讀卡、485處理等等。

2、將1中的所有函數(shù)進行時間評估，評估點有兩個。一個是函數(shù)的執(zhí)行時間t，第二個是函數(shù)的周期性發(fā)生的時間T，一個最基本的條件是t 《 T，理想情況應該是t 《《 T。

3、建立一個集中邏輯處理函數(shù)，在這個函數(shù)中對1中的各個函數(shù)進行調度。這個函數(shù)發(fā)揮的作用相當于嵌入式系統(tǒng)中的系統(tǒng)調度。這種調度是整個硬件邏輯中所有事件處理的調度，它的目的是完成一個處理過程，但是絕不依賴于任意事件的必要處理過程。這樣就將問題2中提到的事件間的邏輯關系弱化了，處理起來變得十分靈活，使得各個關系不在相互必要。

4、為了保證前面內容的正常實施還需要針對各類事件的周期，建立一個必要的時間管理函數(shù)，時間函數(shù)的基礎一般情況下由一個內部定時器的中斷來完成，中斷的周期一般我們考慮5-10ms。按照實際需求將N個定時器中斷定義為一個事件處理的周期TT，這個周期應該保證處理完最惡劣情況可能發(fā)生的所有t，且保證TT 《 T。

5、 這其中也有例外，一些實時性要求高的事件應當用中斷完成。其中中斷處理函數(shù)的處理事件應盡量短，時間要求參見2。