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單片機編程經驗集錦

作者:佚名    文章來源:本站原創    點擊數:    更新時間:2010-10-5

1、首先,程序必須模塊化。每個(ge) 模塊(子程序)執行一個(ge) 功能。每個(ge) 模塊隻有一個(ge) 出口
(RET)。

2、設立一個(ge) 模塊(子程序)ID寄存器。

3、為(wei) 每個(ge) 子程序配置一個(ge) 唯一的ID號碼。

4、每當子程序執行完畢,要返回(RET)之前,先將本子程序的ID號送入 ID寄存器

5、返回到上級程序後,先判斷ID寄存器中的ID號。如果正確,則繼續執行;如果不正確,
則表示
PC指針有可能已經跳錯了,子程序沒有按預計的出口返回,這時將程序攔截到初始化段或程
序錯
誤處理段。

這種方法,如同在程序中設立了若幹個(ge) 崗哨,每次調用子程序返回後,都要對口令(ID
號),驗
明正身後再放行。再配合軟件陷阱,基本上可以將大多數PC指針彈飛的現象檢測到。

到了程序錯誤處理段,要殺要剮(冷啟動還是熱啟動)就由您了。

僅(jin) 以一條代碼來揭示程序飛跑的本質!
750102H  ;MOV 01H,#02H

如當前PC不是指向75H,而是指向01H或02H,那麽(me) 51內(nei) 的指令譯碼器將把她們(men) 忠實地翻譯成
AJMP
XX01H 或 LJMP XXXXH  而XX01H XXXXH又是什麽(me) 呢?天知道!這樣惡性飛跑下去那還不死
定!
改革一下:
CLR A ;0C4H
INC A ;04H
MOV R1,A ;0F9H
INC A ;04H 
MOV @R1,A  ;86H
每一字節代碼都不能在生成跳轉和循環,且都是單字節指令!往那跑去?
跑出去了都要自己回來!“在家”千日好!“跳出”事事難嘛!這樣隻要平時習(xi) 慣了用累加
器和
寄存器把數倒一倒,把那些危險代碼都給倒掉,這樣雖說給PC的“足”上多加了兩(liang) 字節的
“包”
可它不好“跑”啊!“足包”====跑!
有朋友會(hui) 問:要是PC抓做02H--LJMP 又有抓做了老鼻子遠的XXH,再抓做隔壁的YYH不就沒用

嗎?提這樣的問題隻有ZENYIN這種鑽牛角得才會(hui) 提!PC那一位最活躍啊?PC0啊!要“扯
拐”顯
然發生在她身上,至於(yu) 那PC15同誌啊,睡得更死豬一樣,雷爆(強幹擾)來了都打不醒?此
外如
果幹擾都強到了PC高位都出錯的地步!關(guan) 電!關(guan) 電!不幹了!“不是我們(men) 不行而是敵人太強
大”!反過來要是敵人在你的專(zhuan) 政下,隻是偶爾出來搗搗亂(luan) ,但一出來就衝(chong) 到屁西(PC)高
層,
就要問問是不是你的王國根基(硬件)有問題了?而非出在意識形態(軟件)上!硬件為(wei)
本!軟
件為(wei) 標!標本兼治鑄就堅強體(ti) 魄,方能百毒不侵!

經驗之二、不要輕信軟件狗

關(guan) 於(yu) 軟件狗的討論,論壇上多矣。

匠人也曾經查閱過許多關(guan) 於(yu) 軟件狗的文章。有些大師確實提出了一些比較有技巧性的方法。

但是,匠人的忠告是:不要輕信軟件狗!

其實,軟件狗相當於(yu) 軟件的一種自律行為(wei) 。一般的思路都是通過設立一個(ge) 計數器,在計時中
斷中
對其+1,在主程序的適當地方對其清零。如果程序失控了,清零指令未被執行,但中斷造常

生,則計數器溢出(狗狗叫了)。

但是這裏有個(ge) 問題:萬(wan) 一幹擾導致中斷被屏蔽了,那軟件狗就永遠不會(hui) 叫了!——針對這種

能,有人提出在主程序中反複刷新中斷使能標誌,保證不讓中斷被屏蔽。——但萬(wan) 一程序飛
到某
個(ge) 死循環中去了,不再執行“刷新中斷使能標誌”這一功能了,還是有可能把狗狗活活餓
死。

所以,匠人的觀點是:看門狗必須擁有獨立的計數器。(即硬件看門狗)

好在現在好多芯片都提供了內(nei) 部WDT。這種狗都是自帶計數器的。即使幹擾導致程序失控,
WDT還
是會(hui) 造常計數直到溢出。

當然,匠人也沒有要將軟件狗一棍子全部打死的意思。畢竟不管是軟狗還是硬狗,逮到耗子
就是
好狗嘛(狗拿耗子——多管閑事?)。如果哪位訓狗專(zhuan) 家確實養(yang) 過一條能看門的好軟件狗,
請牽
出來讓大夥(huo) 瞧瞧。


經驗之三、話說RAM冗餘(yu) 技術

所謂的RAM冗餘(yu) ,就是:

1、將重要的數據信息備份2份(或以上)並存放在RAM中不同的區域(指地址不相連)。

2、當平時對這些數據進行修改時,同時也更新備份

3、當幹擾發生並被攔截到“程序錯誤處理段”中時,將數據與(yu) 備份做比較,采用表決(jue) 方式
(少數
服從(cong) 多數)選出正確(或可能正確?)的那個(ge) 。

4、備份越多,效果越好。(當然,你得有足夠的存儲(chu) 空間)

5、隻備份最最原始的數據。中間變量(指那些可以從(cong) 原始數據重新推導出來的數據)不必
備份


注:

1、這種思路的理論依據,據說是源於(yu) 一種“概率論”,即一個(ge) 人被老婆打腫臉的概率是很
大的,
但如果他捂著臉去上班卻發現全公司每個(ge) 已婚男人的臉都青了,這種概率是很小的。同理,
一個(ge)
RAM寄存器數據被衝(chong) 毀的概率是很大的,但地址不相連的多個(ge) RAM同時被衝(chong) 毀的概率是很小
的。

2、前兩(liang) 年,小匠學徒時,用過一次這種方法,但效果不太理想。當時感覺可能是概率論在
我這失
效了?現在回想起來,可能是備份的時機選的不好。結果將已經衝(chong) 毀的數據又備份進去了。
這樣
以來,恢複出來的數據自然也就不對了。


經驗之四、話說指令冗餘(yu) 技術

前麵有個(ge) 朋友問到指令冗餘(yu) ,按匠人的理解,指令冗餘(yu) ,就是動作冗餘(yu) 。

舉(ju) 個(ge) 例子,你要在某個(ge) 輸出口上輸出一個(ge) 高電平去驅動一個(ge) 外部器件,你如果隻送一次
“1”,那
麽(me) ,當幹擾來臨(lin) 時,這個(ge) “1”就有可能變成“0”了。正確的處理方式是,你定期刷新這個(ge)
“1”。那麽(me) ,即使偶然受了幹擾,它也能恢複回來。

除了I/O口動作的冗餘(yu) ,匠人強烈建議大家在下麵各方麵也采用這種方法:

1、LCD的顯示。有時,也許你會(hui) 用一些LCD的專(zhuan) 用驅動芯片(如HT1621),這種芯片有個(ge) 好
處,
即你隻要將顯示數據傳(chuan) 送給它,它就會(hui) 不斷的自動掃描LCD。但是,你千萬(wan) 不要以為(wei) 這樣就
沒你啥
事了。正確的處理方式是,要記得定期刷新送顯數據(即使顯示內(nei) 容沒有改變)。對於(yu) CPU
中自帶
LCD DRIVER 的,也要定期刷新LCD RAM。

2、中斷使能標誌的設置。不要以為(wei) 你在程序初始化段將中斷設置好就OK了。應該在主程序
中適當
的地方定期刷新一下,以免你的中斷被掛起來。

3、其它一些標誌字和參數寄存器(包括你自己定義(yi) 的),也要記得常常刷新。

4、其它一些你認為(wei) 有必要反複刷新的地方。

經驗之五、10種軟件濾波方法

下麵奉獻——
匠人嘔心瀝血搜腸刮肚冥思苦想東(dong) 拚西湊整理出來的10種軟件濾波方法

1、限幅濾波法(又稱程序判斷濾波法)
    A、方法:
        根據經驗判斷,確定兩(liang) 次采樣允許的最大偏差值(設為(wei) A)
        每次檢測到新值時判斷:
        如果本次值與(yu) 上次值之差<=A,則本次值有效
        如果本次值與(yu) 上次值之差>A,則本次值無效,放棄本次值,用上次值代替本次值
    B、優(you) 點:
        能有效克服因偶然因素引起的脈衝(chong) 幹擾
    C、缺點
        無法抑製那種周期性的幹擾
        平滑度差
   
2、中位值濾波法
    A、方法:
        連續采樣N次(N取奇數)
        把N次采樣值按大小排列
        取中間值為(wei) 本次有效值
    B、優(you) 點:
        能有效克服因偶然因素引起的波動幹擾
        對溫度、液位的變化緩慢的被測參數有良好的濾波效果
    C、缺點:
        對流量、速度等快速變化的參數不宜

3、算術平均濾波法
    A、方法:
        連續取N個(ge) 采樣值進行算術平均運算
        N值較大時:信號平滑度較高,但靈敏度較低
        N值較小時:信號平滑度較低,但靈敏度較高
        N值的選取:一般流量,N=12;壓力:N=4
    B、優(you) 點:
        適用於(yu) 對一般具有隨機幹擾的信號進行濾波
        這樣信號的特點是有一個(ge) 平均值,信號在某一數值範圍附近上下波動
    C、缺點:
        對於(yu) 測量速度較慢或要求數據計算速度較快的實時控製不適用
        比較浪費RAM
       
4、遞推平均濾波法(又稱滑動平均濾波法)
    A、方法:
        把連續取N個(ge) 采樣值看成一個(ge) 隊列
        隊列的長度固定為(wei) N
        每次采樣到一個(ge) 新數據放入隊尾,並扔掉原來隊首的一次數據.(先進先出原則)
        把隊列中的N個(ge) 數據進行算術平均運算,就可獲得新的濾波結果
        N值的選取:流量,N=12;壓力:N=4;液麵,N=4~12;溫度,N=1~4
    B、優(you) 點:
        對周期性幹擾有良好的抑製作用,平滑度高
        適用於(yu) 高頻振蕩的係統   
    C、缺點:
        靈敏度低
        對偶然出現的脈衝(chong) 性幹擾的抑製作用較差
        不易消除由於(yu) 脈衝(chong) 幹擾所引起的采樣值偏差
        不適用於(yu) 脈衝(chong) 幹擾比較嚴(yan) 重的場合
        比較浪費RAM
       
5、中位值平均濾波法(又稱防脈衝(chong) 幹擾平均濾波法)
    A、方法:
        相當於(yu) “中位值濾波法”+“算術平均濾波法”
        連續采樣N個(ge) 數據,去掉一個(ge) 最大值和一個(ge) 最小值
        然後計算N-2個(ge) 數據的算術平均值
        N值的選取:3~14
    B、優(you) 點:
        融合了兩(liang) 種濾波法的優(you) 點
        對於(yu) 偶然出現的脈衝(chong) 性幹擾,可消除由於(yu) 脈衝(chong) 幹擾所引起的采樣值偏差
    C、缺點:
        測量速度較慢,和算術平均濾波法一樣
        比較浪費RAM


6、限幅平均濾波法
    A、方法:
        相當於(yu) “限幅濾波法”+“遞推平均濾波法”
        每次采樣到的新數據先進行限幅處理,
        再送入隊列進行遞推平均濾波處理
    B、優(you) 點:
        融合了兩(liang) 種濾波法的優(you) 點
        對於(yu) 偶然出現的脈衝(chong) 性幹擾,可消除由於(yu) 脈衝(chong) 幹擾所引起的采樣值偏差
    C、缺點:
        比較浪費RAM

7、一階滯後濾波法
    A、方法:
        取a=0~1
        本次濾波結果=(1-a)*本次采樣值+a*上次濾波結果
    B、優(you) 點:
        對周期性幹擾具有良好的抑製作用
        適用於(yu) 波動頻率較高的場合
    C、缺點:
        相位滯後,靈敏度低
        滯後程度取決(jue) 於(yu) a值大小
        不能消除濾波頻率高於(yu) 采樣頻率的1/2的幹擾信號
       
8、加權遞推平均濾波法
    A、方法:
        是對遞推平均濾波法的改進,即不同時刻的數據加以不同的權
        通常是,越接近現時刻的數據,權取得越大。
        給予新采樣值的權係數越大,則靈敏度越高,但信號平滑度越低
    B、優(you) 點:
        適用於(yu) 有較大純滯後時間常數的對象
        和采樣周期較短的係統
    C、缺點:
        對於(yu) 純滯後時間常數較小,采樣周期較長,變化緩慢的信號
        不能迅速反應係統當前所受幹擾的嚴(yan) 重程度,濾波效果差

9、消抖濾波法
    A、方法:
        設置一個(ge) 濾波計數器
        將每次采樣值與(yu) 當前有效值比較:
        如果采樣值=當前有效值,則計數器清零
        如果采樣值<>當前有效值,則計數器+1,並判斷計數器是否>=上限N(溢出)
            如果計數器溢出,則將本次值替換當前有效值,並清計數器
    B、優(you) 點:
        對於(yu) 變化緩慢的被測參數有較好的濾波效果,
        可避免在臨(lin) 界值附近控製器的反複開/關(guan) 跳動或顯示器上數值抖動
    C、缺點:
        對於(yu) 快速變化的參數不宜
        如果在計數器溢出的那一次采樣到的值恰好是幹擾值,則會(hui) 將幹擾值當作有效值導
入係

10、限幅消抖濾波法
    A、方法:
        相當於(yu) “限幅濾波法”+“消抖濾波法”
        先限幅,後消抖
    B、優(you) 點:
        繼承了“限幅”和“消抖”的優(you) 點
        改進了“消抖濾波法”中的某些缺陷,避免將幹擾值導入係統
    C、缺點:
        對於(yu) 快速變化的參數不宜

 

IIR 數字濾波器

A. 方法:
   確定信號帶寬, 濾之。
   Y(n) = a1*Y(n-1) + a2*Y(n-2) + ... + ak*Y(n-k) + b0*X(n) + b1*X(n-1) + b2*X
(n-2) + ... + bk*X(n-k)

B. 優(you) 點:高通,低通,帶通,帶阻任意。設計簡單(用matlab)
C. 缺點:運算量大

 

Tags:單片機編程,經驗,單片機  
責任編輯:admin
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