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　　1基本原則

　　質量是關鍵。沒有人會對很差的工作感到滿足。當完成高質量的工作時，你會為此而感到驕傲。不管你是否知道，你都會因為你的高質量工作而得到信譽。因此，要想為自己所做的事感到驕傲，就需要建立個人標準，并為達到這一標準而努力奮斗。在達到這些標準時，再提高標準并繼續努力。挑戰自己去完成更優良的工作，你將會為自己的成就而感到驚訝。

　　1.1 了解單片機的能力

　　【規則1】設計滿足要求的最精簡的系統。

　　正確估計單片機的能力，知道單片機能做什么，最大程度的挖掘單片機的潛力對一個單片機系統設計者來說是至關重要的。我們應該有這樣一個認識，即單片機的處理能力是非常強大的。早期的PC 機，其CPU(8086)處理能力和8051 相當，卻能處理相當復雜的任務。單片機的能力的關鍵就在軟件設計者編寫的軟件上。只有充分地了解到單片機的能力，才不會做出“冗余”的系統設計。而采用許多的外圍芯片來實現單片機能實現的功能。這樣做即增加了系統成本，也可能會降低了系統的可靠性。

　　1.2 系統可靠性至關重要

　　【規則2】使用看門狗。

　　看門狗電路通常是一塊在有規律的時間間隔中進行更新的硬件。更新一般由單片機來完成，如果在一定間隔內沒能更新看門狗，那看門狗將產生復位信號，重新復位單片機。更新看門狗的具體形式多是給看門狗芯片相關引腳提供一個電平上升沿或讀寫它的某個寄存器。使用看門狗電路將在單片機發生故障進行死機狀態時，重新復位單片機。當前有多種看門狗的芯片，如MAXIM 公司的MAX802，MAX813等。而且，有好多種單片機中本身就集成有看門狗。一個外部的看門狗是最好的，因為它不依賴于單片機。如果可能的話，看門狗更新程序不應該放在中斷或是子程序中，原則上應該放在主程序中。我曾經見過一個工程師，他所調試的程序在運行時偶而會引起看門狗的復位動作，于是他干脆在每10ms 就中斷一次的時鐘中斷程序中清看門狗。我相信他也知道使看門狗失去作用，可他卻沒有不是去查明引起這個現象的真正原因。因此，我想提醒大家：不論什么理由，絕對不要忽略系統故障的真正原因。高質量的產品來自于高素質的工程師，高質量的產品造就高素質的工程師。

　　【規則3】確定系統的復位信號可靠。

　　這是一個很容易忽略的問題。當你在設計單片機系統時，你腦中有這個概念嗎?什么樣的復位信號才是可靠的嗎?你用示波器查看過你設計的產品的復位信號嗎?不穩定的復位信號可能會產生什么樣的后果?你有沒有發現過你所設計的單片機系統，每次重新上電啟動后，數據變得亂七八糟，并且每一次現象并不相同，找不出規律，或者有時候干脆不運行，或者有時候進入一種死機狀態，有時候又一點事都沒有正常運行?在這種情況下，你應該查一下你的系統的復位信號。一般在單片機的數據手冊(Datasheet)中都會提到該單片機需要的復位信號的要求。一般復位信號的寬度應為。復位電平的寬度和幅度都應滿足芯片的要求，并且要求保持穩定。還有特別重要的一點就是復位電平應與電源上電在同一時刻發生，即芯片一上電，復位信號就已產生。不然，由于沒有經過復位，單片機中的寄存器的值為隨機值，上電時就會按PC 寄存器中的隨機內容開始運行程序，這樣很容易進行誤操作或進入死機狀態。

　　【規則4】確定系統的初始化有效。

　　系統程序開始應延時一段時間。這是很多單片機程序設計中的常用方法，為什么呢?因為系統中的芯片以及器件從上電開始到正常工作的狀態往往有一段時間，程序開始時延時一段時間，是讓系統中所有器件到達正常工作狀態。究竟延時多少才算合適?這取決于系統的各芯片中到達正常工作狀態的時間，通常以最慢的為準。一般來說，延時20-100 毫秒已經足夠。對于系統中使用嵌入式MODEM 等“慢熱”型的器件來說，則應更長。當然，這都需要在系統實際運行中進行調整。

　　【規則5】上電時對系統進行檢測。

　　上電時對系統中進行檢測是單片機程序中的一個良好設計。在硬件設計時也應該細細考慮將各個使用到的芯片、接口設計成容易使用軟件進行測試的模式。很多有經驗的單片機設計者都會在系統上電時(特別是第一次上電時)進行全面的檢測，或者更進一步，將系統的運行狀態中分為測試模式和正常運行模式，通過加入測試模式對系統進行詳細的檢測，使得系統的批量檢測更為方便容易。另外要注意的是，一個簡單明了的故障顯示界面也是頗要費得心思的。比如：系統的外部RAM(數據存儲器)是單片機系統中常用的器件。外部RAM 如果存在問題，程序通常都會成為一匹脫韁的野馬。因此，程序在啟動時(至少在第一次上電啟動時)一定要對外部RAM 進行檢測。檢測內容包括：1)檢測RAM 中的單元。這主要通過寫入和讀出的數據保持一致。

　　2)檢測單片機與RAM 之間的地址數據總線。總線即沒有互相短路，也沒有連接到“地”上。另外，很多芯片，都提供了測試的方法。如串行通信芯片UART，都帶環路測試的功能。

　　【規則6】按EMC 測試要求設計硬件。

　　EMC 測試要求已經成為產品的必需。有很多的文章關于這方面的。

　　1.3 軟件編程和調試

　　【規則7】盡可能使用Small 模式編譯

　　對比起Large 模式和Compact 模式，Small 模式能生成更為緊湊的代碼。在Small模式下，C51 編譯器將沒有使用關鍵詞，如idata、pdata、xdata 特殊聲明的變量通通放在data 單元中。在編程中，對于在的數據區，可以指定放在外部存儲器中。

　　【規則8】在仿真前做好充分的準備

　　單片機硬件仿真器給單片機開發者帶來了極大的方便，同時也很容易造成人的依賴性。很多時候，沒有仿真器卻能促使工程師寫出更高質量的程序。也許在硬件仿真調試之前，下面準備工作將會對你有用：

　　1)程序編完后，對代碼仔細逐行檢查。檢查代碼的錯誤，建立自己的代碼檢查表，對經常易錯的地方進行檢查。檢查代碼是否符合編程規范。

　　2)對各個子程序進行測試。測試的方法：用程序測試程序，編制一個調用該子程序的代碼，建立要測試子程序的入口條件，再看看它是否按預期輸出結果。

　　3)如果代碼有修改，再次對代碼進行檢查。

　　4)有可能的話，進行軟件仿真——Keil C 的軟件仿真功能十分強大。軟件仿真可以防止因硬件的錯誤，如器件損壞、線路斷路或短路，而引起調試的錯誤。

　　5)開始硬件仿真。