單片機(jī)編程經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

經(jīng)驗(yàn)之一：用“軟件陷阱+程序口令”對(duì)付PC指針的彈飛

當(dāng)CPU受到外界干擾,有時(shí)PC指針會(huì)飛到另一段程序中,或跳到空白段去。其實(shí),如果PC指針飛到空白段去，倒也好處理。只要在空白段設(shè)立軟件陷阱(攔截指令),將程序攔截到初始化段或程序錯(cuò)誤處理段。但是,如果PC指針飛到另一段程序中去了，系統(tǒng)如何辦?小匠在這里推薦一種方法——程序口令，思路如下：

1、首先，程序必須模塊化。每個(gè)模塊(子程序)執(zhí)行一個(gè)功能。每個(gè)模塊只有一個(gè)出口(RET)。

2、設(shè)立一個(gè)模塊(子程序)ID寄存器。

3、為每個(gè)子程序配置一個(gè)唯一的ID號(hào)碼。

4、每當(dāng)子程序執(zhí)行完畢，要返回(RET)之前，

先將本子程序的ID號(hào)送入 ID寄存器。

5、返回到上級(jí)程序后，先判斷ID寄存器中的ID號(hào)。

如果正確，則繼續(xù)執(zhí)行;如果不正確，則表示PC指針有可能已經(jīng)跳錯(cuò)了，子程序沒有按預(yù)計(jì)的出口返回，這時(shí)將程序攔截到初始化段或程序錯(cuò)誤處理段。

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這種方法，如同在程序中設(shè)立了若干個(gè)崗哨，每次調(diào)用子程序返回后，都要對(duì)口令(ID號(hào))，驗(yàn)明正身后再放行。再配合軟件陷阱，基本上可以將大多數(shù)PC指針彈飛的現(xiàn)象檢測(cè)到。到了程序錯(cuò)誤處理段，要?dú)⒁獎(jiǎng)?冷啟動(dòng)還是熱啟動(dòng))就由您了。

僅以一條代碼來(lái)揭示程序飛跑的本質(zhì)!750102H ;MOV 01H，#02H ，如當(dāng)前PC不是指向75H，而是指向01H或02H，那么51內(nèi)的指令譯碼器將把她們忠實(shí)地翻譯成AJMP X01H 或 LJMP XXXXH 而XX01H XXXXH又是什么呢?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(jié)代碼都不能在生成跳轉(zhuǎn)和循環(huán)，且都是單字節(jié)指令!往那跑去?跑出去了都要自己回來(lái)!“在家”千日好!“跳出”事事難嘛!這樣只要平時(shí)習(xí)慣了用累加器和寄存器把數(shù)倒一倒，把那些危險(xiǎn)代碼都給倒掉，這樣雖說(shuō)給PC的“足”上多加了兩字節(jié)的“包”可它不好“跑”啊!“足包”====跑!有朋友會(huì)問(wèn)：要是PC抓做02H--LJMP 又有抓做了老鼻子遠(yuǎn)的XXH，再抓做隔壁的YYH不就沒用了嗎?提這樣的問(wèn)題只有ZENYIN這種鉆牛角得才會(huì)提!PC那一位最活躍啊?PC0啊!要“扯拐”顯然發(fā)生在她身上，至于那PC15同志啊，睡得更死豬一樣，雷爆(強(qiáng)干擾)來(lái)了都打不醒?此外如果干擾都強(qiáng)到了PC高位都出錯(cuò)的地步!關(guān)電!關(guān)電!不干了!“不是我們不行而是敵人太強(qiáng)大”!反過(guò)來(lái)要是敵人在你的專政下，只是偶爾出來(lái)?yè)v搗亂，但一出來(lái)就沖到屁西(PC)高層，就要問(wèn)問(wèn)是不是你的王國(guó)根基(硬件)有問(wèn)題了?而非出在意識(shí)形態(tài)(軟件)上!硬件為本!軟件為標(biāo)!標(biāo)本兼治鑄就堅(jiān)強(qiáng)體魄，方能百毒不侵!

經(jīng)驗(yàn)之二、不要輕信軟件狗

關(guān)于軟件狗的討論，論壇上多矣。匠人也曾經(jīng)查閱過(guò)許多關(guān)于軟件狗的文章。有些大師確實(shí)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(shí)，軟件狗相當(dāng)于軟件的一種自律行為。一般的思路都是通過(guò)設(shè)立一個(gè)計(jì)數(shù)器，在計(jì)時(shí)中斷中對(duì)其+1，在主程序的適當(dāng)?shù)胤綄?duì)其清零。如果程序失控了，清零指令未被執(zhí)行，但中斷造常發(fā)生，則計(jì)數(shù)器溢出(狗狗叫了)。但是這里有個(gè)問(wèn)題：萬(wàn)一干擾導(dǎo)致中斷被屏蔽了，那軟件狗就永遠(yuǎn)不會(huì)叫了!——針對(duì)這種可能，有人提出在主程序中反復(fù)刷新中斷使能標(biāo)志，保證不讓中斷被屏蔽。——但萬(wàn)一程序飛到某個(gè)死循環(huán)中去了，不再執(zhí)行“刷新中斷使能標(biāo)志”這一功能了，還是有可能把狗狗活活餓死。

所以，匠人的觀點(diǎn)是：看門狗必須擁有獨(dú)立的計(jì)數(shù)器。(即硬件看門狗)好在現(xiàn)在好多芯片都提供了內(nèi)部WDT。這種狗都是自帶計(jì)數(shù)器的。即使干擾導(dǎo)致程序失控，WDT還是會(huì)造常計(jì)數(shù)直到溢出。當(dāng)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(xùn)狗專家確實(shí)養(yǎng)過(guò)一條能看門的好軟件狗，請(qǐng)牽出來(lái)讓大伙瞧瞧。

經(jīng)驗(yàn)之三、話說(shuō)RAM冗余技術(shù)

所謂的RAM冗余，就是：

1、將重要的數(shù)據(jù)信息備份2份(或以上)并存放在RAM中不同的區(qū)域(指地址不相連)。

2、當(dāng)平時(shí)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行修改時(shí)，同時(shí)也更新備份。

3、當(dāng)干擾發(fā)生并被攔截到“程序錯(cuò)誤處理段”中時(shí)，

將數(shù)據(jù)與備份做比較，采用表決方式(少數(shù)服從多數(shù))選出正確(或可能正確?)的那個(gè)。

4、備份越多，效果越好。(當(dāng)然，你得有足夠的存儲(chǔ)空間)。

5、只備份最最原始的數(shù)據(jù)。中間變量(指那些可以從原始數(shù)據(jù)重新推導(dǎo)出來(lái)的數(shù)據(jù))不必備份，

注：

1、這種思路的理論依據(jù)，據(jù)說(shuō)是源于一種“概率論”，即一個(gè)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(fā)現(xiàn)全公司每個(gè)已婚男人的臉都青了，這種概率是很小的。同理，一個(gè)RAM寄存器數(shù)據(jù)被沖毀的概率是很大的，但地址不相連的多個(gè)RAM同時(shí)被沖毀的概率是很小的。

2、前兩年，小匠學(xué)徒時(shí)，用過(guò)一次這種方法，但效果不太理想。當(dāng)時(shí)感覺可能是概率論在我這失效了?現(xiàn)在回想起來(lái)，可能是備份的時(shí)機(jī)選的不好。結(jié)果將已經(jīng)沖毀的數(shù)據(jù)又備份進(jìn)去了。這樣以來(lái)，恢復(fù)出來(lái)的數(shù)據(jù)自然也就不對(duì)了。

經(jīng)驗(yàn)之四、話說(shuō)指令冗余技術(shù)

前面有個(gè)朋友問(wèn)到指令冗余，按匠人的理解，指令冗余，就是動(dòng)作冗余。舉個(gè)例子，你要在某個(gè)輸出口上輸出一個(gè)高電平去驅(qū)動(dòng)一個(gè)外部器件，你如果只送一次“1”，那么，當(dāng)干擾來(lái)臨時(shí)，這個(gè)“1”就有可能變成“0”了。正確的處理方式是，你定期刷新這個(gè)“1”。那么，即使偶然受了干擾，它也能恢復(fù)回來(lái)。除了I/O口動(dòng)作的冗余，匠人強(qiáng)烈建議大家在下面各方面也采用這種方法：

1、LCD的顯示。有時(shí)，也許你會(huì)用一些LCD的專用驅(qū)動(dòng)芯片(如HT1621)，這種芯片有個(gè)好處，即你只要將顯示數(shù)據(jù)傳送給它，它就會(huì)不斷的自動(dòng)掃描LCD。但是，你千萬(wàn)不要以為這樣就沒你啥事了。正確的處理方式是，要記得定期刷新送顯數(shù)據(jù)(即使顯示內(nèi)容沒有改變)。對(duì)于CPU中自帶LCD DRIVER 的，也要定期刷新LCD RAM。