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[应用相关] 单片机学习中的常见问题

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 楼主| 工程师犹饿死 发表于 2021-11-19 23:47 | 显示全部楼层
打印出i的值为 “1”（基于芯片STC12C5A60S1，11.0592MHZ，其他型号的单品机可能打印出来的效果不同，甚至同样的型号单片机、同样的晶振、同样型号的1602 操作打印出来的值也是不一样的），又变化为：
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 楼主| 工程师犹饿死 发表于 2021-11-19 23:47 | 显示全部楼层
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  1. unsigned char i=0 ;/*同时，需要注意这里，修改了类型*/
    

  2. do{
    

  3. i++;
    

  4. }while( ((lcd1602ReadStatus()) & 0x80)  && (i<10));  /*经过验证，10已经可以满足足够的时间了*/
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 楼主| 工程师犹饿死 发表于 2021-11-19 23:48 | 显示全部楼层
这样做才是安全的。（尤其在大系统中，不会因为1602的”不存在“导致整个系统的运行失败，经典案例如下）

（在2015年2月7日，我帮助一个大四学生调试毕设时，也发现了同样的问题，此同学在1602液晶屏的写命令、写数据函数里面加入了判忙函数，判忙核心代码如下：

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  1. do{
    

  2. ;
    

  3. }while( (lcd1602ReadStatus()) & 0x80));
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 楼主| 工程师犹饿死 发表于 2021-11-19 23:49 | 显示全部楼层
，最后因在系统设计时，暂时用了1602显示，后来为了做上位机，就用了串口通信代替1602， 拔掉了1602液晶屏，但是没有屏蔽掉主函数中关于1602的操作，导致了程序卡死在判忙函数中，因为如果没有硬件连接，通过数据口读取到的1602状态数据是0xff，然后0xff&0x80，这样得到的结果永远是1（除非再次插上液晶屏或者手动将数据最高bit对应的IO口拉低），导致程序卡死在这里，而且这些功能都是封装好的，所以就更加加大了难度，导致一周没有调试出来，后来，我给他指出两种方法（1）在主函数中屏蔽所有关于1602液晶屏的函数，实验后，系统运行正常（2）修改判忙函数，因为一劳永逸，试验后，运行正常，即使主函数中没有屏蔽1602相关函数，1602硬件暂时取下，也是可以成功运行的）
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 楼主| 工程师犹饿死 发表于 2021-11-19 23:50 | 显示全部楼层
另外，还有很多同**用了延时的方法去操作，似乎大部分人都得到了满意的结果，那么，这里有出现了两个问题：（1）延时的结果有三种：延时太小、延时正好、延时太大，对于大家来说，延时正好、延时太大都是可以完成系统的设计的，但是，你又如何保证你的延时不会小呢？大部分人想，这非常简单，把延时设计的非常大就好了，那么，就引出了问题（2）延时太大，不利于系统整体设计，导致了效率太低 。 何去何从，大家可以想一想。
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 楼主| 工程师犹饿死 发表于 2021-11-19 23:50 | 显示全部楼层
问题0008：调试程序之“穷途末路”
有时候，在调试程序时，明明都是严格按照datasheet的说明和时序图编写的代码，就是没有效果，然后借鉴别人的代码，代码相同，但还是没有效果 。 这时候，先要怀疑硬件，如果硬件没有问题，有可能还会有一个原因，那就是单片机的问题（或者是keil软件的问题，这个不得而知了）。我之前遇到过编写一个代码，没有效果，最后把全部代码屏蔽掉，只在main函数中，点亮了LED，但还是失败了，后来，复制代码，重新新建工程，粘贴代码，就好了。（这里不是喷STC,其实STC在国内做的较好，但是总会有一些奇葩的时候），这里分享一下，仅个人经历。
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 楼主| 工程师犹饿死 发表于 2021-11-19 23:51 | 显示全部楼层
问题0009：如何一步步测试编写代码

单片机程序测试调试似乎对于刚入门的同学有一定难度，但是入门之后我们快速调试程序呢？很多人写代码一气呵成，然后在main函数中调用10几个子函数，然后直接通过液晶屏或者其他的手段观察效果是正确，这样的方法对吗 ？以下是常用方法：
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 楼主| 工程师犹饿死 发表于 2021-11-19 23:52 | 显示全部楼层
   1.借助于网上的视频讲解或源代码，（对于32位的MCU尚可理解，但是51、PIC.MSP430单片机使用者如果入门后还是同样的方法，你就OUT了），但只适用于部分网上资料较多的芯片。
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 楼主| 工程师犹饿死 发表于 2021-11-19 23:52 | 显示全部楼层
2.借助"逻辑分析仪"仪器去分析（这种神器我也是通过网上资料介绍，有所了解，但是并没有使用过，不过好像非常好用的），通过逻辑分析仪可以分析我们的时序是否存在问题，但是个人感觉比较适用于菜鸟和**单片机程序的高手，对于大多数用户，没有必须花钱购买
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 楼主| 工程师犹饿死 发表于 2021-11-19 23:53 | 显示全部楼层
3.利用程序本身去验证程序，编写一个函数，测试一个函数，操作简单，屡试不爽，这里以大家熟知的51类单片机STC12C5A60S2和数字温度传感器DS18B20为例（单总线协议通信）。
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 楼主| 工程师犹饿死 发表于 2021-11-19 23:53 | 显示全部楼层
下图为DS18B20的“复位”时序，因为每次操作都需要MCU发送一个复位信号，所以，“复位”函数相当重要。
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 楼主| 工程师犹饿死 发表于 2021-11-19 23:54 | 显示全部楼层
532106197c89a16b29.png
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 楼主| 工程师犹饿死 发表于 2021-11-19 23:55 | 显示全部楼层
我们知道，当DS18B20存在时，红色部分的时间内，总线将会被DS15B20拉低，呈现低电平   ； 如果DS15B20不存在，则在单片机使用总线（蓝色）后，红色部分仍然是高电平。
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 楼主| 工程师犹饿死 发表于 2021-11-19 23:56 | 显示全部楼层
假设我们有以下定义：
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  1. typedef unsigned char UB8 ;
    

  2. typedef unsigned short int UW16 ;
    

  3. typedef unsigned long UL32 ;
    

  4.  
    

  5. typedef char SB8;
    

  6. typedef short int SW16 ;
    

  7. typedef long SL32 ;
    

  8.         
    

  9. #define HIGH_LEVEL 1        
    

  10. #define LOW_LEVEL  0
    

  11.  
    

  12. sbit ds18b20_io_bit        = P1^7 ;/*根据硬件选择*/
    

  13.  
    

  14. #define DS18B20_EXISTENCE                        0 /*存在DS18B20*/
    

  15. #define DS18B20_NOT_EXISTENCE                -1/*不存在DS18B20*/
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 楼主| 工程师犹饿死 发表于 2021-11-19 23:56 | 显示全部楼层
然后编写“复位函数”

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  1. /******************************************************
    

  2. Function        :ds18b20Init
    

  3. Input                :N/A
    

  4. Output                :N/A
    

  5. Return                :DS18B20_EXISTENCE或者DS18B20_NOT_EXISTENCE
    

  6. Description        :N/A
    

  7. Note                :经过测试在11.0592MHZ和12.00MHZ条件下都可以
    

  8.                         检测到ds18b20的存在。
    

  9. ******************************************************/
    

  10. SB8 ds18b20Init(void)
    

  11. {
    

  12.  
    

  13.         SB8 existenceFlag ; 
    

  14.         UB8 i=0 ;
    

  15.         
    

  16.         ds18b20_io_bit = HIGH_LEVEL ;
    

  17.         _nop_() ; 
    

  18.         _nop_() ;        
    

  19.  
    

  20.         /*master transmit the reset pulse */
    

  21.         ds18b20_io_bit = LOW_LEVEL ;
    

  22.         delay720usForDs18b20();
    

  23.  
    

  24.         /*rising edge*/
    

  25.         ds18b20_io_bit = HIGH_LEVEL ;
    

  26.  
    

  27.         /*ds18b20 wait 15us to 60us then transmit a presence pulse by 
    

  28.         pulling the 1-wire low for 60us to 240 us */
    

  29.  
    

  30.         delay15usForDs18b20();
    

  31.         delay15usForDs18b20(); 
    

  32.         delay15usForDs18b20();
    

  33.         delay15usForDs18b20();
    

  34.  
    

  35.         
    

  36.         if( ! ds18b20_io_bit)
    

  37.         {/*ds18b20 eixstence*/
    

  38.                 existenceFlag = DS18B20_EXISTENCE;
    

  39.         }
    

  40.         else
    

  41.         {/*no ds18b20*/        
    

  42.                 existenceFlag = DS18B20_NOT_EXISTENCE;                           
    

  43.         }
    

  44.  
    

  45.         while((!ds18b20_io_bit) && (i<250))
    

  46.         {
    

  47.                 i++;/*wait*//*暂时，具体见调试*/
    

  48.                 /*经过测试，这里的250对于11.0592MHZ和12MHZ都远远足够了*/
    

  49.         }
    

  50.  
    

  51.         return existenceFlag ;
    

  52. }
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 楼主| 工程师犹饿死 发表于 2021-11-19 23:57 | 显示全部楼层
然后，我们验证此函数是否可以成功完成“复位功能”：（时序不再详细分析）
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  1. #include <reg52.h>
    

  2. #include "ds18b20.h"
    

  3.  
    

  4.  
    

  5. void main(void)
    

  6. {
    

  7.         SB8 flag = -3 ;
    

  8.  
    

  9.         P1=0x00;//连接leds，高电平点亮
    

  10.         
    

  11.         flag = ds18b20Init();
    

  12.  
    

  13.                 if( flag == DS18B20_EXISTENCE) //检测结果：存在,0
    

  14.                 {
    

  15.                         P1 = 0x01 ;
    

  16.                 }
    

  17.                 else if(flag == DS18B20_NOT_EXISTENCE)//检测结果：<span style="font-family: Arial, Helvetica, sans-serif;">不存在,-1</span>
    

  18.                 {
    

  19.                         P1=0x02;
    

  20.                 }
    

  21.                 else 
    

  22.                 {
    

  23.                         P1 = 0x04 ;
    

  24.                 }
    

  25.                 while(1) ；
    

  26. }
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 楼主| 工程师犹饿死 发表于 2021-11-19 23:58 | 显示全部楼层
这样，我们通过LED就可以验证函数了：
       （1）正常连接DS18B20，结果如果是P1的第一个灯亮了（P1=0x01），则表示单片机可以检测到DS18B20的存在，说明函数可能对了（可以检测到DS18B20的存在）；
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 楼主| 工程师犹饿死 发表于 2021-11-19 23:59 | 显示全部楼层
（2）拔掉DS18B20，结果如果是P1的第二个灯亮了（P1=0x02），则表示单片机未检测到DS18B20的存在，说明函数完全正确。（可以同时检测到DS18B20的存在和不存在）
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aoyi 发表于 2021-12-11 09:16 | 显示全部楼层
这个还是dip封装的那种的吧
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wiba 发表于 2021-12-11 09:17 | 显示全部楼层
我觉得第一条可以忽略了
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