MCU是Microcontroller Unit 的簡稱,，中文叫微控制器,，俗稱單片機,，是把CPU的頻率與規(guī)格做適當(dāng)縮減，并將內(nèi)存,、計數(shù)器,、USB、A/D轉(zhuǎn)換,、UART,、PLC、DMA等周邊接口,，甚至LCD驅(qū)動電路都整合在單一芯片上,，形成芯片級的計算機，為不同的應(yīng)用場合做不同組合控制,，諸如手機,、PC外圍、遙控器,，至汽車電子,、工業(yè)上的步進馬達、機器手臂的控制等,，都可見到MCU的身影,。

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　　單片機發(fā)展簡史

　　單片機出現(xiàn)的歷史并不長，但發(fā)展十分迅猛,。它的產(chǎn)生與發(fā)展和微處理器（CPU）的產(chǎn)生與發(fā)展大體同步,，自1971年美國英特爾公司首先推出4位微處理器以來，它的發(fā)展到目前為止大致可分為5個階段。下面以英特爾公司的單片機發(fā)展為代表加以介紹,。

　　1971年~1976年

　　單片機發(fā)展的初級階段,。1971年11月英特爾公司首先設(shè)計出集成度為2000只晶體管/片的4位微處理器英特爾4004，并配有RAM,、 ROM和移位寄存器,， 構(gòu)成了第一臺MCS—4微處理器， 而后又推出了8位微處理器英特爾8008,， 以及其它各公司相繼推出的8位微處理器,。

　　1976年~1980年

　　低性能單片機階段。以1976年英特爾公司推出的MCS—48系列為代表,， 采用將8位CPU,、 8位并行I/O接口、8位定時/計數(shù)器,、RAM和ROM等集成于一塊半導(dǎo)體芯片上的單片結(jié)構(gòu),， 雖然其尋址范圍有限（不大于4 KB）， 也沒有串行I/O,， RAM、 ROM容量小,， 中斷系統(tǒng)也較簡單,， 但功能可滿足一般工業(yè)控制和智能化儀器、儀表等的需要,。

　　1980年~1983年

　　高性能單片機階段,。這一階段推出的高性能8位單片機普遍帶有串行口，有多級中斷處理系統(tǒng),， 多個16位定時器/計數(shù)器,。片內(nèi)RAM、 ROM的容量加大,，且尋址范圍可達64 KB,，個別片內(nèi)還帶有A/D轉(zhuǎn)換接口。

　　1983年~80年代末

　　16位單片機階段,。1983年英特爾公司又推出了高性能的16位單片機MCS－96系列,，由于其采用了最新的制造工藝， 使芯片集成度高達12萬只晶體管/片,。

　　1990年代

　　單片機在集成度,、功能、速度,、可靠性,、應(yīng)用領(lǐng)域等全方位向更高水平發(fā)展。

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　　單片機的分類及應(yīng)用

　　MCU按其存儲器類型可分為無片內(nèi)ROM型和帶片內(nèi)ROM型兩種,。對于無片內(nèi)ROM型的芯片,，必須外接EPROM才能應(yīng)用（典型為8031）,；帶片內(nèi)ROM型的芯片又分為片內(nèi)EPROM型（典型芯片為87C51）、MASK片內(nèi)掩模ROM型（典型芯片為8051）,、片內(nèi)Flash型（典型芯片為89C51）等類型,。

　　按用途可分為通用型和專用型；根據(jù)數(shù)據(jù)總線的寬度和一次可處理的數(shù)據(jù)字節(jié)長度可分為8,、16,、32位MCU。

　　目前,，國內(nèi)MCU應(yīng)用市場最廣泛的是消費電子領(lǐng)域,，其次是工業(yè)領(lǐng)域、和汽車電子市場,。消費電子包括家用電器,、電視、游戲機和音視頻系統(tǒng)等,。工業(yè)領(lǐng)域包括智能家居,、自動化、醫(yī)療應(yīng)用及新能源生成與分配等,。汽車領(lǐng)域包括汽車動力總成和安全控制系統(tǒng)等,。

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　　單片機的基本功能

　　對于絕大多數(shù)MCU，下列功能是最普遍也是最基本的,，針對不同的MCU,，其描述的方式可能會有區(qū)別，但本質(zhì)上是基本相同的：

　　1,、TImer（定時器）：TImer的種類雖然比較多,，但可歸納為兩大類：一類是固定時間間隔的TImer，即其定時的時間是由系統(tǒng)設(shè)定的,，用戶程序不可控制,，系統(tǒng)只提供幾種固定的時間間隔給用戶程序進行選擇，如32Hz,，16Hz,，8Hz等，此類TImer在4位MCU中比較常見,，因此可以用來實現(xiàn)時鐘,、計時等相關(guān)的功能。

　　另一類則是Programmable Timer（可編程定時器）,，顧名思義,，該類Timer的定時時間是可以由用戶的程序來控制的，控制的方式包括：時鐘源的選擇、分頻數(shù)（Prescale）選擇及預(yù)制數(shù)的設(shè)定等,，有的MCU三者都同時具備,，而有的則可能是其中的一種或兩種。此類Timer應(yīng)用非常靈活,，實際的使用也千變?nèi)f化,，其中最常見的一種應(yīng)用就是用其實現(xiàn)PWM輸出。

　　由于時鐘源可以自由選擇,，因此,，此類Timer一般均與Event Counter（事件計數(shù)器）合在一起。

　　2,、IO口：任何MCU都具有一定數(shù)量的IO口,，沒有IO口，MCU就失去了與外部溝通的渠道,。根據(jù)IO口的可配置情況,，可以分為如下幾種類型：

　　純輸入或純輸出口：此類IO口由MCU硬件設(shè)計決定，只能是輸入或輸出,，不可用軟件來進行實時的設(shè)定,。

　　直接讀寫IO口：如MCS-51的IO口就屬于此類IO口。當(dāng)執(zhí)行讀IO口指令時,，就是輸入口,；當(dāng)執(zhí)行寫IO口指令則自動為輸出口。

　　程序編程設(shè)定輸入輸出方向的：此類IO口的輸入或輸出由程序根據(jù)實際的需要來進行設(shè)定,，應(yīng)用比較靈活，可以實現(xiàn)一些總線級的應(yīng)用,，如I2C總線,，各種LCD、LED Driver的控制總線等,。

　　對于IO口的使用,，重要的一點必須牢記的是：對于輸入口，必須有明確的電平信號,，確保不能浮空（可以通過增加上拉或下拉電阻來實現(xiàn)）,；而對于輸出口，其輸出的狀態(tài)電平必須考慮其外部的連接情況,，應(yīng)保證在Standby或靜態(tài)狀態(tài)下不存在拉電流或灌電流,。

　　3、外部中斷：外部中斷也是絕大多數(shù)MCU所具有的基本功能,，一般用于信號的實時觸發(fā),，數(shù)據(jù)采樣和狀態(tài)的檢測，中斷的方式由上升沿、下降沿觸發(fā)和電平觸發(fā)幾種,。外部中斷一般通過輸入口來實現(xiàn),，若為IO口，則只有設(shè)為輸入時其中斷功能才會開啟,；若為輸出口,，則外部中斷功能將自動關(guān)閉（ATMEL的ATiny系列存在一些例外，輸出口時也能觸發(fā)中斷功能）,。外部中斷的應(yīng)用如下：

　　外部觸發(fā)信號的檢測：一種是基于實時性的要求,，比如可控硅的控制，突發(fā)性信號的檢測等,，而另一種情況則是省電的需要,。

　　信號頻率的測量：為了保證信號不被遺漏，外部中斷是最理想的選擇,。

　　數(shù)據(jù)的解碼：在遙控應(yīng)用領(lǐng)域,，為了降低設(shè)計的成本，經(jīng)常需要采用軟件的方式來對各種編碼數(shù)據(jù)進行解碼,，如Manchester和PWM編碼的解碼,。

　　按鍵的檢測和系統(tǒng)的喚醒：對于進入Sleep狀態(tài)的MCU，一般需要通過外部中斷來進行喚醒,，最基本的形式則是按鍵,，通過按鍵的動作來產(chǎn)生電平的變化。

　　4,、通訊接口：MCU所提供的通訊接口一般包括SPI接口,，UART，I2C接口等,，其分別描述如下：

　　SPI接口：此類接口是絕大多數(shù)MCU都提供的一種最基本通訊方式,，其數(shù)據(jù)傳輸采用同步時鐘來控制，信號包括：SDI（串行數(shù)據(jù)輸入）,、SDO（串行數(shù)據(jù)輸出）,、SCLK（串行時鐘）及Ready信號；有些情況下則可能沒有Ready信號,；此類接口可以工作在Master方式或Slave方式下,，通俗說法就是看誰提供時鐘信號，提供時鐘的一方為Master,，相反的一方則為Slaver,。

　　UART（Universal Asynchronous Receive Transmit）：屬于最基本的一種異步傳輸接口，其信號線只有Rx和Tx兩條,，基本的數(shù)據(jù)格式為：Start Bit + Data Bit（7-bits/8-bits） + Parity Bit（Even,， Odd or None） + Stop Bit（1~2Bit）,。一位數(shù)據(jù)所占的時間稱為Baud Rate（波特率）。

　　對于大多數(shù)的MCU來講,，數(shù)據(jù)位的長度,、數(shù)據(jù)校驗方式（奇校驗、偶校驗或無校驗）,、停止位（Stop Bit）的長度及Baud Rate是可以通過程序編程進行靈活設(shè)定,。此類接口最常用的方式就是與PC機的串口進行數(shù)據(jù)通訊。

　　I2C接口：I2C是由Philips開發(fā)的一種數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議,，同樣采用2根信號來實現(xiàn)：SDAT（串行數(shù)據(jù)輸入輸出）和SCLK（串行時鐘）,。其最大的好處是可以在此總線上掛接多個設(shè)備，通過地址來進行識別和訪問,；I2C總線的一個最大的好處就是非常方便用軟件通過IO口來實現(xiàn),，其傳輸?shù)臄?shù)據(jù)速率完全由SCLK來控制，可快可慢,，不像UART接口,，有嚴(yán)格的速率要求。

　　5,、Watchdog（看門狗定時器）：Watchdog也是絕大多數(shù)MCU的一種基本配置（一些4位MCU可能沒有此功能）,，大多數(shù)的MCU的Watchdog只能允許程序?qū)ζ溥M行復(fù)位而不能對其關(guān)閉（有的是在程序燒入時來設(shè)定的，如Microchip PIC系列MCU）,，而有的MCU則是通過特定的方式來決定其是否打開,，如Samsung的KS57系列，只要程序訪問了Watchdog寄存器,，就自動開啟且不能再被關(guān)閉,。一般而言watchdog的復(fù)位時間是可以程序來設(shè)定的。Watchdog的最基本的應(yīng)用是為MCU因為意外的故障而導(dǎo)致死機提供了一種自我恢復(fù)的能力,。

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　　全球主流單片機制造商

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　　歐美地區(qū)

　　1、Freescale+NXP（飛思卡爾+恩智浦）：荷蘭,，主要提供16位,、32位MCU。應(yīng)用范圍：汽車電子,、LED和普通照明,、醫(yī)療保健、多媒體融合,、家電和電動工具,、樓宇自動化技術(shù)電機控制,、電源和功率轉(zhuǎn)換器、能源和智能電網(wǎng),、自動化,、計算機與通信基礎(chǔ)設(shè)施。

　　2,、Microchip+Atmel（微芯科技+愛特梅爾）：美國,，主要提供16位、32位MCU,。應(yīng)用范圍：汽車電子,、工業(yè)用、電機控制,、汽車,、樓宇自動化、家用電器,、家庭娛樂,、工業(yè)自動化、照明,、物聯(lián)網(wǎng),、智能能源、移動電子設(shè)備,、計算機外設(shè),。

　　3、Cypress+Spansion（賽普拉斯+飛索半導(dǎo)體）：美國,，主要提供8位,、16位、32位MCU,。應(yīng)用范圍：汽車電子,、家用電器、醫(yī)療,、消費類電子,、通信與電信、工業(yè),、無線,。

　　4、ADI（亞德諾半導(dǎo)體）：美國,，主要提供8位,、16位、32位MCU,。應(yīng)用范圍：航空航天與國防,、汽車應(yīng)用 ,、樓宇技術(shù) 、通信 ,、消費電子 ,、能源 、醫(yī)療保健 ,、儀器儀表和測量 ,、電機、工業(yè)自動化 ,、安防,。

　　5、Infineon（英飛凌）：德國,，主要提供16位,、32位MCU。應(yīng)用范圍：汽車電子,、消費電子,、工程、商用和農(nóng)用車輛,、數(shù)據(jù)處理,、電動交通、工業(yè)應(yīng)用,、醫(yī)療設(shè)備,、移動設(shè)備、電機控制與驅(qū)動,、電源,、面向摩托車電動自行車與小型電動車、智能電網(wǎng),、照明,、太陽能系統(tǒng)解決方案、風(fēng)能系統(tǒng)解決方案,。

　　6,、ST Microelectronics（意法半導(dǎo)體）：意大利/法國，主要提供32位MCU,。應(yīng)用范圍：LED和普通照明,、交通運輸、醫(yī)療保健,、多媒體融合、家電和電動工具,、樓宇自動化技術(shù)電機控制,、電源和功率轉(zhuǎn)換器,、能源和智能電網(wǎng)、自動化,、計算機與通信基礎(chǔ)設(shè)施,。

　　7、Qualcomm（高通）：美國,，主要提供16位,，32位MCU。應(yīng)用范圍：智能手機,、平板電腦,、無線調(diào)制解調(diào)器。

　　8,、Texas Instruments（德州儀器）：美國,，主要提供16位、32位MCU,。應(yīng)用范圍：汽車電子,、消費電子、醫(yī)療設(shè)備,、移動設(shè)備,、通信。

　　9,、Maxim（美信）：美國,，主要提供32位MCU。應(yīng)用范圍：汽車電子,、消費電子,、工業(yè)應(yīng)用、安防,。

　　日韓地區(qū)

　　1,、Renesas（瑞薩）：日本，主要提供16位,、32位MCU,。應(yīng)用范圍：電腦及外設(shè)、消費類電子,、健康醫(yī)療電子,、汽車電子、工業(yè),、通信,。

　　2、Toshiba（東芝）：日本,，主要提供16位,、32位MCU,。應(yīng)用范圍：汽車電子、工業(yè)用,、電機控制,、無線通信、移動電話,、電腦與周邊設(shè)備,、影像及音視頻、消費類（家電）,、LED照明,、安全、電源管理,、娛樂設(shè)備,。

　　3、Fujitsu（富士通）：日本,，主要提供32位MCU,。應(yīng)用范圍：汽車、醫(yī)療,、機械,，家電。

　　4,、Samsung Electronics（三星電子）：韓國,，主要提供16位、32位MCU,。應(yīng)用范圍：汽車電子,、工業(yè)用、電機控制,、汽車,、樓宇自動化、家用電器,、家庭娛樂,、工業(yè)自動化、照明,、物聯(lián)網(wǎng),、智能能源、移動電子設(shè)備,、計算機外設(shè),。

　　中國地區(qū)

　　▍中國大陸地區(qū)

　　1、希格瑪微電子：主要提供32位MCU，應(yīng)用范圍：電信,、制造,、能源、交通,、電力等。

　　2,、珠海歐比特：主要提供32位MCU,，應(yīng)用范圍：航空航天：星箭站船、飛行器,；高端工控：嵌入式計算機,；艦船控制、工業(yè)控制,、電力設(shè)備,、環(huán)境監(jiān)控。

　　3,、兆易創(chuàng)新：主要提供32位MCU,，應(yīng)用范圍：工業(yè)自動化、人機界面,、電機控制,、安防監(jiān)控、智能家居,、物聯(lián)網(wǎng),。

　　4、晟矽微電子：主要提供8位,、32位MCU,，應(yīng)用范圍：小家電、消費類電子,、遙控器,、鼠標(biāo)、鋰電池,、數(shù)碼產(chǎn)品,、汽車電子、醫(yī)療儀器及計量,、玩具,、工業(yè)控制、智能家居及安防等領(lǐng)域,。

　　5,、芯海科技：主要提供16、32位MCU,，應(yīng)用范圍：儀器儀表,、物聯(lián)網(wǎng)、消費電子,、家電,、汽車電子。

　　6,、聯(lián)華集成電路：主要提供8位,、16位MCU，應(yīng)用范圍：消費電子,、白色家電,、工業(yè)控制、通信設(shè)備,、汽車電子,、計算機。

　　7,、珠海建榮：主要提供8位MCU,，應(yīng)用范圍：家用電器 、移動電源,。

　　8,、炬芯科技：主要提供8位至32位MCU，應(yīng)用范圍：平板電腦,、智能家居,、多媒體、藍牙,、wifi音頻,。

　　9、愛思科微電子：主要提供8位,、16位MCU,，應(yīng)用范圍：消費類芯片、通訊類芯片,、信息類芯片,、家電。

　　10,、華芯微電子：主要提供8位,、4位MCU，應(yīng)用范圍：衛(wèi)星接收器,、手機充電器,、萬年歷、多合一遙控器。

　　11,、上海貝嶺（華大半導(dǎo)體控股）：主要提供8位,、16位、32位MCU,，應(yīng)用范圍：計算機周邊,、HDTV、電源管理,、小家電,、數(shù)字家電。

　　12,、海爾集成電路：主要提供14位、15位,、16位MCU,，應(yīng)用范圍：消費電子、汽車電子,、工業(yè),、智能儀表。

　　13,、北京君正：主要提供32位MCU,，應(yīng)用范圍：可穿戴式設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng),、智能家電,、汽車、消費類電子,、平板電腦,。

　　14、中微半導(dǎo)體：主要提供8位MCU,，應(yīng)用范圍：智能家電,、汽車電子、安防監(jiān)控,、LED照明及景觀,、智能玩具、智能家居,、消費類電子,。

　　15、神州龍芯集成電路：主要提供32位MCU,，應(yīng)用范圍：電力監(jiān)控,、智能電網(wǎng)、工業(yè)數(shù)字控制、物聯(lián)網(wǎng),、智能家居,、數(shù)據(jù)監(jiān)控。

　　16,、紫光微電子：主要提供8位,、16位MCU，應(yīng)用范圍：智能家電,。

　　17,、時代民芯：主要提供32位MCU，應(yīng)用范圍：汽車導(dǎo)航,、交通監(jiān)控,、漁船監(jiān)管、電力電信網(wǎng)絡(luò),。

　　18,、華潤矽科微電子（華潤微旗下公司）：主要提供8位、16位MCU,，應(yīng)用范圍：消費電子,、工業(yè)控制、家電,。

　　19,、國芯科技：主要提供32位MCU，應(yīng)用范圍：信息安全領(lǐng)域 ,、辦公自動化領(lǐng)域,、通訊網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域、 信息安全領(lǐng)域,。

　　20,、中天微：主要提供32位MCU，應(yīng)用范圍：智能手機,、數(shù)字電視,、機頂盒、汽車電子,、GPS,、電子閱讀器、打印機,。

　　21,、華潤微電子：主要提供8位、16位MCU,，應(yīng)用范圍：家電,，消費類電子,、工業(yè)自動化控制的通用控制電路。

　　22,、中穎電子：主要提供4位,、8位、16位,、32位MCU,，應(yīng)用范圍：家電、電機,。

　　23,、靈動微電子：主要提供32位，應(yīng)用范圍：電機控制,、藍牙控制,、高清顯示、無線充,、無人機,、微型打印機、智能標(biāo)簽,、電子煙、LED點陣屏等,。

　　24,、新唐科技：主要提供8位MCU，應(yīng)用范圍：照明,、物聯(lián)網(wǎng)等,。

　　25、東軟載波：主要提供8位,、32位MCU,，應(yīng)用范圍：家電、智能家居,、儀器儀表,、液晶面板控制器、工業(yè)控制等,。

　　26,、貝特萊：主要提供32位MCU，應(yīng)用范圍：智能家居,、工業(yè)控制以及消費類產(chǎn)品領(lǐng)域,。

　　27、笙泉科技：主要提供8位MCU,，應(yīng)用范圍：車用,、教育,、工控、醫(yī)療等中小型顯示面板,。

　　28,、航順芯片：主要提供8位、32位MCU,，應(yīng)用范圍：汽車,、物聯(lián)網(wǎng)等。

　　29,、復(fù)旦微電子：主要提供16位,、32位MCU，應(yīng)用范圍：智能電表,、智能門鎖等,。

　　30、華大半導(dǎo)體：主要提供8位,、16位,、32位MCU，應(yīng)用范圍：工業(yè)控制,、智能制造,、智慧生活及物聯(lián)網(wǎng)等。

　　▍中國臺灣地區(qū)

　　1,、宏晶科技：主要提供32位MCU,。應(yīng)用范圍：通信、工業(yè)控制,、信息家電,、語音。

　　2,、盛群半導(dǎo)體：主要提供8位,、32位MCU。應(yīng)用范圍：消費電子,、LED照明等,。

　　3、凌陽科技：主要提供8位,、16位MCU,。應(yīng)用范圍：家庭影音。

　　4,、中穎電子：主要提供4位,、8位MCU。應(yīng)用范圍：充電器,、移動電源,、家電,、工業(yè)控制。

　　5,、松翰科技：主要提供8位,、32位MCU。應(yīng)用范圍：搖控器,、智能型充電器,、大小系統(tǒng)、電子秤,、耳溫槍,、血壓計、胎壓計,、各類量測及健康器材,。

　　6、華邦電子：主要提供8位,、16位MCU,。應(yīng)用范圍：車用電子、工業(yè)電子,、網(wǎng)絡(luò),、計算機、消費電子,、物聯(lián)網(wǎng),。

　　7、十速科技：主要提供4位,、8位、51位MCU,。應(yīng)用范圍：遙控器,、小家電。

　　8,、佑華微電子：主要提供4位,、8位MCU。應(yīng)用范圍：錄音集成電路產(chǎn)品,、消費電子,、家用產(chǎn)品。

　　9,、應(yīng)廣科技單片機：主要提供4位,、8位MCU。應(yīng)用范圍：機械,、自動化,、家電,、機器人。

　　10,、義隆電子：主要提供8位,、16位MCU。應(yīng)用范圍：消費電子,、電腦,、智能手機。

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　　單片機的學(xué)習(xí)竅門

　　任何一款MCU,，其基本原理和功能都是大同小異,，所不同的只是其外圍功能模塊的配置及數(shù)量、指令系統(tǒng)等,。

　　對于指令系統(tǒng),，雖然形式上看似千差萬別，但實際上只是符號的不同,，其所代表的含義,、所要完成的功能和尋址方式基本上是類似的。

　　要了解一款MCU,，首先需要知道就是其ROM空間,、RAM空間、IO口數(shù)量,、定時器數(shù)量和定時方式,、所提供的外圍功能模塊（Peripheral Circuit）、中斷源,、工作電壓及功耗等等,。

　　了解這些MCU Features后，接下來第一步就是將所選MCU的功能與實際項目開發(fā)的要求的功能進行對比,，明確哪些資源是目前所需要的,，哪些是本項目所用不到的。

　　對于項目中需要用到的而所選MCU不提供的功能,，則需要認(rèn)真理解MCU的相關(guān)資料,，以求用間接的方法來實現(xiàn)，例如,，所開發(fā)的項目需要與PC機COM口進行通訊,，而所選的MCU不提供UART口，則可以考慮用外部中斷的方式來實現(xiàn),。

　　對于項目開發(fā)需要用到的資源,，則需要對其Manua*進行認(rèn)真的理解和閱讀，而對于不需要的功能模塊則可以忽略或瀏覽即可,。對于MCU學(xué)習(xí)來講,，應(yīng)用才是關(guān)鍵,，也是最主要的目的。

　　明確了MCU的相關(guān)功能后,，接下來就可以開始編程了,。

　　對于初學(xué)者或初次使用此款MCU的設(shè)計者來說，可能會遇到很多對MCU的功能描述不明確的地方,，對于此類問題,，可以通過兩種方法來解決，一種是編寫特別的驗證程序來理解資料所述的功能,；另一種則可以暫時忽略,，單片機程序設(shè)計中則按照自己目前的理解來編寫，留到調(diào)試時去修改和完善,。前一種方法適用于時間較寬松的項目和初學(xué)者,，而后一種方法則適合于具有一定單片機開發(fā)經(jīng)驗的人或項目進度較緊迫的情況。

　　指令系統(tǒng)千萬不要特別花時間去理解,。指令系統(tǒng)只是一種邏輯描述的符號,，只有在編程時根據(jù)自己的邏輯和程序的邏輯要求來查看相關(guān)的指令即可，而且隨著編程的進行,，對指令系統(tǒng)也會越來越熟練,，甚至可以不自覺地記憶下來。

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　　單片機的程序編寫

　　MCU的程序的編寫與PC下的程序的編寫存在很大的區(qū)別,，雖然現(xiàn)在基于C的MCU開發(fā)工具越來越流行,，但對于一個高效的程序代碼和喜歡使用匯編的設(shè)計者來講，匯編語言仍然是最簡潔,、最有效的編程語言,。

　　對于MCU的程序編寫，其基本的框架可以說是大體一致的,，一般分為初始化部分（這是MCU程序設(shè)計與PC最大的不同）,，主程序循環(huán)體和中斷處理程序三大部分，其分別說明如下：

　　1,、初始化：對于所有的MCU程序的設(shè)計來講,，初始化是最基本也是最重要的一步,，一般包括如下內(nèi)容：

　　屏蔽所有中斷并初始化堆棧指針：初始化部分一般不希望有任何中斷發(fā)生,。

　　清除系統(tǒng)的RAM區(qū)域和顯示Memory：雖然有時可能沒有完全的必要，但從可靠性及一致性的角度出發(fā),，特別是對于防止意外的錯誤,，還是建議養(yǎng)成良好的編程習(xí)慣。

　　IO口的初始化：根據(jù)項目的應(yīng)用的要求,，設(shè)定相關(guān)IO口的輸入輸出方式,，對于輸入口,，需要設(shè)定其上拉或下拉電阻；對于輸出口,，則必須設(shè)定其初始的電平輸出,，以防出現(xiàn)不必要的錯誤。

　　中斷的設(shè)置：對于所有項目需要用到的中斷源,，應(yīng)該給予開啟并設(shè)定中斷的觸發(fā)條件,，而對于不使用的多余的中斷，則必須給予關(guān)閉,。

　　其他功能模塊的初始化：對于所有需要用到的MCU的外圍功能模塊,，必須按項目的應(yīng)用的要求進行相應(yīng)的設(shè)置，如UART的通訊,，需要設(shè)定Baud Rate,，數(shù)據(jù)長度，校驗方式和Stop Bit的長度等,，而對于Programmer Timer,，則必須設(shè)置其時鐘源，分頻數(shù)及Reload Data等,。

　　參數(shù)的初始化：完成了MCU的硬件和資源的初始化后,，接下來就是對程序中使用到的一些變量和數(shù)據(jù)的初始化設(shè)置，這一部分的初始化需要根據(jù)具體的項目及程序的總體安排來設(shè)計,。對于一些用EEPROM來保存項目預(yù)制數(shù)的應(yīng)用來講,，建議在初始化時將相關(guān)的數(shù)據(jù)拷貝到MCU的RAM，以提高程序?qū)?shù)據(jù)的訪問速度,，同時降低系統(tǒng)的功耗（原則上,，訪問外部EEPROM都會增加電源的功耗）。

　　2,、主程序循環(huán)體：大多數(shù)MCU是屬于長時間不間斷運行的,，因此其主程序體基本上都是以循環(huán)的方式來設(shè)計，對于存在多種工作模式的應(yīng)用來講,，則可能存在多個循環(huán)體,，相互之間通過狀態(tài)標(biāo)志來進行轉(zhuǎn)換。對于主程序體,，一般情況下主要安排如下的模塊：

　　計算程序：計算程序一般比較耗時,，因此堅決反對放在任何中斷中處理，特別是乘除法運算,。

　　實時性要求不高或沒有實時性要求的處理程序,；

　　顯示傳輸程序：主要針對存在外部LED、LCD Driver的應(yīng)用。

　　3,、中斷處理程序：中斷程序主要用于處理實時性要求較高的任務(wù)和事件,，如，外部突發(fā)性信號的檢測,，按鍵的檢測和處理,，定時計數(shù)，LED顯示掃描等,。

　　一般情況下,，中斷程序應(yīng)盡可能保證代碼的簡潔和短小，對于不需要實時去處理的功能,，可以在中斷中設(shè)置觸發(fā)的標(biāo)志,，然后由主程序來執(zhí)行具體的事務(wù)――這一點非常重要，特別是對于低功耗,、低速的MCU來講,，必須保證所有中斷的及時響應(yīng)。

　　4,、對于不同任務(wù)體的安排,，不同的MCU其處理的方法也有所不同：

　　例如，對于低速,、低功耗的MCU（Fosc=32768Hz）應(yīng)用,，考慮到此類項目均為手持式設(shè)備和采用普通的LCD顯示，對按鍵的反應(yīng)和顯示的反應(yīng)要求實時性較高,，因此一般采用定時中斷的方式來處理按鍵的動作和數(shù)據(jù)的顯示,；而對于高速的MCU，如Fosc》1MHz的應(yīng)用,，由于此時MCU有足夠的時間來執(zhí)行主程序循環(huán)體,，因此可以只在相應(yīng)的中斷中設(shè)置各種觸發(fā)標(biāo)志，并將所有的任務(wù)放在主程序體中來執(zhí)行,。

　　5,、在MCU的程序設(shè)計中，還需要特別注意的一點就是：

　　要防止在中斷和主程序體中同時訪問或設(shè)置同一個變量或數(shù)據(jù)的情況,。有效的預(yù)防方法是,，將此類數(shù)據(jù)的處理安排在一個模塊中，通過判斷觸發(fā)標(biāo)志來決定是否執(zhí)行該數(shù)據(jù)的相關(guān)操作,；而在其他的程序體中（主要是中斷）,，對需要進行該數(shù)據(jù)的處理的地方只設(shè)置觸發(fā)的標(biāo)志。――這可以保證數(shù)據(jù)的執(zhí)行是可預(yù)知和唯一的,。

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　　工程師對單片機編程的總結(jié)

　　1,、要養(yǎng)成總結(jié)的好習(xí)慣，總結(jié)不僅是對自己學(xué)習(xí)的一個總結(jié),，還是對學(xué)習(xí)過程的一個回顧與加深,，還可避免第二次犯錯。

　　2,、編寫程序之前先要有一個對該項目熟悉的了解,，做到心中有數(shù)，列一個大致框架,。仔細(xì)推敲該怎么布局,，怎樣布局最合理，該步驟很重要,。要分析先做哪個模塊,，具體到該模塊的具體步驟，各個函數(shù)怎么命名,，與其他模塊的銜接等,。最好拿張紙記下重要過程。

　　3,、對于c語言的模塊化編程,，要先分好各個模塊，一個模塊一個模塊的編程,，確定一個順序,，按順序來，該模塊成功之后再編寫下一個,。對于頭文件,，當(dāng)該模塊編寫好之后再編寫該模塊的頭文件。

　　4,、出現(xiàn)警告不要忽視,，說明該程序一定有不合理之處，要弄清其來源,，找到解決辦法,。找來源時要有針對性，可上網(wǎng)搜一下該方面的資料,，或向別人請教,。例如，居然把另一個工程內(nèi)的main函數(shù)加入了這個工程,。還有居然函數(shù)命名重復(fù),。還有根據(jù)實驗現(xiàn)象分析原因，層層遞進,。還有端口定義時居然選錯了接口,。有時，實在解決不了就休息一下，在想也挺好的,。再簡單的地方也要注意一下,，都有可能出錯。