有效提升单片机开发实效性的路径探索

许金勇

摘要：单片机的出现及其在自动控制系统中的应用，使得自动控制系统的性能水平得到了极大的提升，并且也极大的满足了自动控制系统开发过程中的各项要求。由此不难看出，单片机开发实效性的提升对于自动控制系统的发展有着一定的影响，本文围绕单片机开发时效性的提升展开了深入的研究。

关键词：单片机开发  实效性  注意事项

1 单片机的概念及特点

单片机也是集成电路芯片的一种，同时也是微型计算机系统的一种，是通过使用超大规模的电路集成技术，将具备数据处理能力的中央处理器、随机存储器、只读存储器、多种类型I/O及中断系统等集成在一块硅片上。单片机具备如下几个特点;第一，系统结构较为简洁，使用便捷性较高，并可实现模块化操作目标。第二，单片机具备较高的可靠性，其使用寿命在10的6次方到10的7次方小时之间，并且故障出现的概率较低。第三，单片机自身的结构完善，使其具备较强的处理功能，且拥有极快的处理速度。第四，体积较小，功耗及电压需求较低，有利于便携产品的生产。第五，拥有较强的控制及环境自适应能力。正是因为单片机自身优势较大，在工业控制领域内得到了广泛的应用，并且在不断的发展过程中，从4位、8位发展到如今的32位单片机。

2 单片机开发调试需要注意的问题

从单片机自身的特点出发，不难看出单片机自身也属于精密产品，为此在其开发及调试的过程中，需要注意如下几点注意事项：第一，需要使用总线不外引的单片机。这是最为正统的单片机使用模式，并且也十分契合单片机开发设计的小规模、简单可靠且经济的初衷。除此之外，这种总线封闭性质的产品有着较高的可靠性。第二，编程语言需要使用单片机C语言。C语言自身不但简单高效，并且也是十分贴近硬件设计需求的编程语言之一，并且C语言早就在20世纪的90年代在单片机设计中发展成熟，有着较高的可靠性及安全性。此外，比较重要的一点就是目前的单片机厂商在推出单片机新产品的时候会配套一个C语言的编译器。第三，使用的单片机仿真工具需要为中档或者高档。只有这两个档次的仿真工具，才可以更好的对总线封闭性质的单片机进行仿真。同时，仿真工作还必须要使用band-out chip或hooks chip，并且需要支持高级语言的调试工作及查看修改全部数据类型的功能。除此之外，在选择仿真工具的时候，需要以其是否支持市面上多家软件公司的汇编及编译产生的代码格式。第四，开发平台集成。需要使用工程技术，实现一次性在工程管理器中送入全部类型的源文件、用户库文件等文件的目标，并做到统一化管理汇编及编译、连接及定位工作。除此之外，MAKE技术的使用也是不可忽视的，这一技术的应用可以自动化辨认汇编及编辑器，从而保障在每一次的调试循环中只需要做出的汇编及编译、连接及定位的增量工作即可。

3 单片机开发实效性不断提升的措施

3.1功能目标的明确

作为自动化控制系统核心部件的单片机，在其开发的过程中，需要在认识到单片机决定自动控制系统功能这一基础之上，明确单片机的實际功能目标，需要考虑如下的几个方面：第一，单片机开发方向的确定。单片机自身的功能较多，这也是以单片机作为基础可以开发出多种类型自动化控制系统的原因所在，从单片机这一独有特征出发，只有在开发方向得以确定的基础上，才可以确保单片机自身的配置十分合理。换言之，开发方向的确定是整个单片机开发时效得以提升的关键所在。第二，自动控制系统功能的确定。在单片机开发方向得以明确的基础上，需要开发方向的具体框架作为基础确定整体自动控制系统的功能，这是单片机开发过程中的关键步骤之一，和最终单片机开发质量有着十分紧密的联系，并直接影响到开发出的单片机能否满足原定的自动控制系统功能，为此，自动控制系统的功能的确定是单片机开发的关键一步。第三，开发过程中需要始终遵循相应的原则。单片机对于整个自动控制系统而言，决定着其功能的正常运行，为此，在开发过程中需要始终遵循高效、全面及合理三大原则，以此来保障单片机开发的实效性。

3.2硬件电路的合理设置

在单片机的具体开发过程中，硬件电路的设定会直接影响到单片机控制功能的实现，为此，在单片机的开发中，需要从如下几个方面入手确保硬件电路的合理设置。第一。硬件电路设置需要以功能需求作为基础。单片机整体功能的实现是由硬件电路的设置决定的，也正是因为单片机的这一特征，在设置硬件电路时候需要全面考虑单片机自身的功能需求，确保硬件电路的设置可以与实际功能相匹配。第二，电路板空间的合理优化。在设置单片机硬件电路的过程中，因为电路板的内部空间十分有限，想要在空间有限的情况下，实现更多的控制功能，就需要针对电路板的空间做出相应的优化，在实现控制功能的同时保障单片机开发的实效性。第三，硬件连接质量的检查。对于硬件电路的质量而言，影响程度最大的就是硬件之间的连接质量，为此，在开发单片机的过程中，需要对于硬件电路元件的质量及连接的紧固程度做出相应的检查，最大程度避免以为硬件脱落带来的单片机功能异常问题。

3.3仿真技术的合理使用

收到相关技术深入发展的影响，仿真技术在单片机开发中得到了较为广泛的应用，并且在提升单片机开发实效性上发挥了重要的作用。比如，在电子琴的开发过程中，因其自身系统的按键数量相对较多，通过使用仿真技术，可以将之设计为矩阵形式的按键系统。这一性质的按键系统较之传统的直线连接形式，即便在其在结构及识别上具有一定的复杂性，但是在端口利用率上却有了显著的提升。其内部的每一个键的行列、行线和列线是通过电阻器的功率进行连接，在使用仿真技术开发其中单片机的时候，每一个键的状态都会变成数字0及1。输出端的行线在的按钮尚未按下的情形下，产量高，也就是意味着没有键按下列线输入到下芯片，在键被按下的瞬间，输入端的电压就会有所降低，通过阅读分析这一状态就可以很好的得出是否有键被按下的情况，极大的提升了整个系统的性能。

除此之外，单片机仿真技术的还考虑到了软件实际运行情况，在模拟运行的过程中，可以使用最为接近真实应用的环境进行验证，系统设计中存在的问题可以更早被发现，从而有效规避设计方面的错误，降低了整个单片机开发的具体成本。通过模拟整个系统内部的软件，可以同时降低单片机开发的时间及经济成本，并且在运行环节中，硬件的连接和硬件的仿真器是同出一辙的。

4 总结

单片机作为一种集成化的微型计算机系统，因其自身的规模较小、功能结构完善、可靠性及安全性较高等优势，在工业控制领域内得到了十分广泛的应用。为了保障自动控制系统的功能得以正常运行，就需要保证单片机开发中的实效性，想要实现这个目标，就需要以单片机功能目标的明确作为基础，辅以其内部硬件电路的合理设置，再加之仿真技术的合理运用，就可以保障单片机开发的实效性。同时，在单片机的开发调试过程中，还需要注意使用总线不外引的单片机及C语言作为编程语，并且单片机的仿真工具需要为中高档，只有在严格限制开发及调试工作的基础上，才可以不断提升单片机开发的实效性。

参考文献

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