初學(xué)者怎么學(xué)習(xí)單片機(jī)
成為一名嵌入式工程師,簡(jiǎn)單的單片機(jī)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)與應(yīng)用是不可缺少的。怎么學(xué)習(xí)單片機(jī)呢?下面學(xué)習(xí)啦小編分享了學(xué)習(xí)單片機(jī)的方法,供你參考。
學(xué)習(xí)單片機(jī)的方法
1) 鸚鵡學(xué)舌
剛出生的孩子叫“爸爸”“媽媽”的時(shí)候,他甚至不知道“爸爸”“媽媽”是什么意思,更不會(huì)理解這些聲音是什么意思,但是我們帶著孩子見(jiàn)到他爸爸就讓他喊“爸爸”,見(jiàn)到媽媽就讓他喊“媽媽”,見(jiàn)到爺爺就喊“爺爺”„„慢慢的你會(huì)發(fā)現(xiàn),次數(shù)多了,孩子就知道誰(shuí)是爸爸,誰(shuí)是媽媽?zhuān)l(shuí)是爺爺,誰(shuí)是奶奶了。
大家剛開(kāi)始接觸單片機(jī)的時(shí)候,也屬于單片機(jī)行業(yè)的新生兒。單片機(jī)的樣子,單片機(jī)外圍的各種器件,單片機(jī)內(nèi)部的各種結(jié)構(gòu),單片機(jī)使用 C 語(yǔ)言的編程方法,初學(xué)者可能都沒(méi)有見(jiàn)過(guò),腦子里全無(wú)概念。沒(méi)關(guān)系,有些概念和方法你不理解也沒(méi)有關(guān)系,甚至不需要你去理解,你只需要跟著我去鸚鵡學(xué)舌式的學(xué)習(xí),第一遍學(xué)習(xí)某一節(jié)課的內(nèi)容時(shí),對(duì)于程序,大家就可以完全跟著抄下來(lái),甚至抄兩三遍,過(guò)一段你會(huì)發(fā)現(xiàn),好多東西你也認(rèn)識(shí)了,好多概念你也慢慢的理解清楚了,你也能大概看懂別人的小程序了,切忌覺(jué)得自己看會(huì)了,而簡(jiǎn)單復(fù)制粘貼。
2) 照葫蘆畫(huà)瓢
很多同學(xué)學(xué)習(xí)的時(shí)候喜歡看,看我做的視頻,看我寫(xiě)的程序,甚至看別人的程序,都能看懂,覺(jué)得自己就會(huì)了,等到自己寫(xiě)程序的時(shí)候,感覺(jué)就是老鼠啃天,不知道從哪里下手了,這是初學(xué)者很容易犯的“眼高手低”的毛病,所以第二步的內(nèi)容就非常重要了。
我的要求是,每一位同學(xué),在學(xué)完了當(dāng)前課的內(nèi)容,把第一步順利完成以后,然后關(guān)掉視頻教程,關(guān)掉源代碼,自己通過(guò)看電路圖和查找非源代碼的其他任何資料,把當(dāng)節(jié)課我寫(xiě)的程序代碼重新默寫(xiě)出來(lái),邊寫(xiě)邊多少理解那么一點(diǎn)點(diǎn),不是純粹的背誦,應(yīng)該說(shuō)是背誦加理解的結(jié)合體。甚至學(xué)過(guò)幾節(jié)課以后,可以回頭把前邊曾經(jīng)這樣實(shí)現(xiàn)過(guò)的課程,再按照這種方法做一遍。千萬(wàn)不要認(rèn)為這一步?jīng)]必要,這一步是你能否真正學(xué)會(huì)單片機(jī)的一個(gè)關(guān)鍵,在學(xué)完本教程之前,每一課內(nèi)容都要這樣做,如果每一個(gè)程序你都能夠完美的完成,那么可以說(shuō),當(dāng)節(jié)課的內(nèi)容,百分之七八十你已經(jīng)掌握了。
3) 他山之石,可以攻玉
單片機(jī)技術(shù)的最大特點(diǎn)就是可以通過(guò)修改程序來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的功能,因此舉一反三的能力就必不可少了。每一節(jié)課的例程后邊,我一般都會(huì)布置幾個(gè)作業(yè),大家盡量去獨(dú)立完成這個(gè)作業(yè)。在完成這個(gè)作業(yè)的過(guò)程中,都可以參考我的程序思路,在這個(gè)基礎(chǔ)上通過(guò)動(dòng)腦思考去構(gòu)建你自己的程序框架,最終將程序完成。
在我們工程師實(shí)際產(chǎn)品研發(fā)的時(shí)候,很多種情況下也是如此。比如一個(gè)產(chǎn)品,我們?nèi)绻麖牧闫鸩降脑?,可能?huì)走很多彎路,遭遇很多前人已曾遭遇過(guò)的挫折,所以我們通常的做法是尋找購(gòu)買(mǎi)幾款同類(lèi)產(chǎn)品,然后先研究他們的各自優(yōu)缺點(diǎn),學(xué)習(xí)他們的長(zhǎng)處,然后在同類(lèi)產(chǎn)品基礎(chǔ)上再來(lái)設(shè)計(jì)我們自己的產(chǎn)品,這就是“他山之石,可以攻玉”。
初學(xué)者在學(xué)習(xí)的時(shí)候,往往遇到的問(wèn)題很多,你應(yīng)該想到,你遇到的問(wèn)題,可能前輩們?cè)缇陀龅竭^(guò)了,所以遇到問(wèn)題后,不要慌張,首先利用谷歌或者百度這些搜索引擎在網(wǎng)上搜一下,要做什么新東西,先去網(wǎng)上找相關(guān)資料了解一下,不管是編程還是硬件設(shè)計(jì),多多參考別人的東西,只要把別人的東西分析明白了,自己用起來(lái)了,也就成為自己的知識(shí)了。
4) 理論實(shí)踐結(jié)合,溫故知新
當(dāng)大家把所有的課程都按照前邊三步完成后,這個(gè)時(shí)候不妨再把書(shū)打開(kāi),再看看書(shū),經(jīng)過(guò)了自己的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)歷,再看書(shū)的時(shí)候,對(duì)很多知識(shí)點(diǎn)會(huì)有一種恍然大悟的感覺(jué)。甚至視頻教程、書(shū)籍都可以反復(fù)看幾遍,可能有的知識(shí)點(diǎn)當(dāng)時(shí)學(xué)習(xí)的時(shí)候不明白,過(guò)了一段時(shí)間,回過(guò)頭來(lái)再學(xué)習(xí)的時(shí)候,一下就明白了。
單片機(jī)C語(yǔ)言優(yōu)化技巧
1、程序的書(shū)寫(xiě)結(jié)構(gòu)
雖然書(shū)寫(xiě)格式并不會(huì)影響生成的代碼質(zhì)量,但是在實(shí)際編寫(xiě)程序時(shí)還是應(yīng)該尊循一定的書(shū)寫(xiě)規(guī)則,一個(gè)書(shū)寫(xiě)清晰、明了的程序,有利于以后的維護(hù)。在書(shū)寫(xiě)程序時(shí),特別是對(duì)于While、for、do…while、if…elst、switch…case 等語(yǔ)句或這些語(yǔ)句嵌套組合時(shí),應(yīng)采用“縮格”的書(shū)寫(xiě)形式,
2、標(biāo)識(shí)符
程序中使用的用戶標(biāo)識(shí)符除要遵循標(biāo)識(shí)符的命名規(guī)則以外,一般不要用代數(shù)符號(hào)(如a、b、x1、y1)作為變量名,應(yīng)選取具有相關(guān)含義的英文單詞(或縮寫(xiě))或漢語(yǔ)拼音作為標(biāo)識(shí)符,以增加程序的可讀性,如:count、number1、red、work 等。
3、程序結(jié)構(gòu)
C 語(yǔ)言是一種高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言,提供了十分完備的規(guī)范化流程控制結(jié)構(gòu)。因此在采用C 語(yǔ)言設(shè)計(jì) 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)程序時(shí),首先要注意盡可能采用結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計(jì)方法,這樣可使整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)程序結(jié)構(gòu)清晰,便于調(diào)試和維護(hù)。于一個(gè)較大的應(yīng)用程序,通常將整個(gè)程序按功能分成若干個(gè)模塊,不同模塊完成不同的功能。各個(gè)模塊可以分別編寫(xiě),甚至還可以由不同的程序員編寫(xiě),一般單個(gè)模塊完成的功能較為簡(jiǎn)單,設(shè)計(jì)和調(diào)試也相對(duì)容易一些。在C 語(yǔ)言中,一個(gè)函數(shù)就可以認(rèn)為是一個(gè)模塊。所謂程序模塊化,不僅是要將整個(gè)程序劃分成若干個(gè)功能模塊,更重要的是,還應(yīng)該注意保持各個(gè)模塊之間變量的相對(duì)獨(dú)立性,即保持模塊的獨(dú)立性,盡量少使用 全局變量等。對(duì)于一些常用的功能模塊,還可以 封裝為一個(gè)應(yīng)用程序庫(kù),以便需要時(shí)可以直接調(diào)用。但是在使用模塊化時(shí),如果將模塊分成太細(xì)太小,又會(huì)導(dǎo)致程序的執(zhí)行效率變低(進(jìn)入和退出一個(gè)函數(shù)時(shí)保護(hù)和恢復(fù)寄存器占用了一些時(shí)間)。
4、定義常數(shù)
在程序化設(shè)計(jì)過(guò)程中,對(duì)于經(jīng)常使用的一些常數(shù),如果將它直接寫(xiě)到程序中去,一旦常數(shù)的數(shù)值發(fā)生變化,就必須逐個(gè)找出程序中所有的常數(shù),并逐一進(jìn)行修改,這樣必然會(huì)降低程序的可維護(hù)性。因此,應(yīng)盡量當(dāng)采用預(yù)處理命令方式來(lái)定義常數(shù),而且還可以避免輸入錯(cuò)誤。
5、減少判斷語(yǔ)句
能夠使用條件編譯(ifdef)的地方就使用條件編譯而不使用if 語(yǔ)句,有利于減少編譯生成的代碼的長(zhǎng)度。
6、表達(dá)式
對(duì)于一個(gè)表達(dá)式中各種運(yùn)算執(zhí)行的優(yōu)先順序不太明確或容易混淆的地方,應(yīng)當(dāng)采用圓括號(hào)明確指定它們的優(yōu)先順序。一個(gè)表達(dá)式通常不能寫(xiě)得太復(fù)雜,如果表達(dá)式太復(fù)雜,時(shí)間久了以后,自己也不容易看得懂,不利于以后的維護(hù)。
7、函數(shù)
對(duì)于程序中的函數(shù),在使用之前,應(yīng)對(duì)函數(shù)的類(lèi)型進(jìn)行說(shuō)明,對(duì)函數(shù)類(lèi)型的說(shuō)明必須保證它與原來(lái)定義的函數(shù)類(lèi)型一致,對(duì)于沒(méi)有參數(shù)和沒(méi)有返回值類(lèi)型的函數(shù)應(yīng)加上“void”說(shuō)明。如果果需要縮短代碼的長(zhǎng)度,可以將程序中一些公共的程序段定義為函數(shù),在Keil 中的高級(jí)別優(yōu)化就是這樣的。如果需要縮短程序的執(zhí)行時(shí)間,在程序調(diào)試結(jié)束后,將部分函數(shù)用宏定義來(lái)代替。注意,應(yīng)該在程序調(diào)試結(jié)束后再定義宏,因?yàn)榇蠖鄶?shù)編譯系統(tǒng)在宏展開(kāi)之后才會(huì)報(bào)錯(cuò),這樣會(huì)增加排錯(cuò)的難度。
8、盡量少用全局變量,多用局部變量。因?yàn)槿肿兞渴欠旁跀?shù)據(jù)存儲(chǔ)器中,定義一個(gè)全局變量,MCU 就少一個(gè)可以利用的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間,如果定義了太多的全局變量,會(huì)導(dǎo)致編譯器無(wú)足夠的內(nèi)存可以分配。而局部變量大多定位于MCU 內(nèi)部的寄存器中,在絕大多數(shù)MCU 中,使用寄存器操作速度比數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器快,指令也更多更靈活,有利于生成質(zhì)量更高的代碼,而且局部變量所的占用的寄存器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器在不同的模塊中可以重復(fù)利用。
9、設(shè)定合適的編譯程序選項(xiàng)
許多編譯程序有幾種不同的優(yōu)化選項(xiàng),在使用前應(yīng)理解各優(yōu)化選項(xiàng)的含義,然后選用最合適的一種優(yōu)化方式。通常情況下一旦選用最高級(jí)優(yōu)化,編譯程序會(huì)近乎病態(tài)地追求代碼優(yōu)化,可能會(huì)影響程序的正確性,導(dǎo)致程序運(yùn)行出錯(cuò)。因此應(yīng)熟悉所使用的編譯器,應(yīng)知道哪些參數(shù)在優(yōu)化時(shí)會(huì)受到影響,哪些參數(shù)不會(huì)受到影響。